实验1金属箔式应变片单臂电桥性能实验Word下载.docx
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板的左上方的R1、R2、R3、R4。
加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R,R,R123
R,350Ω，加热丝阻值为50Ω左右4
1
图1,1应变式传感器安装示意图
2、接入模板电源?
15V（从主控台引入），检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板调节增益
电位器R顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与W3
地短接，输出端与主控台面板上数显表输入端V相连，调节实验模板上调零电位器R，使数显iW4
表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。
关闭主控箱电源（注意:
当R、R的位置一旦确w3w4
定，就不能改变。
一直到做完实验为止）。
3、将应变式传感器的其中一个电阻应变片R（即模板左上方的R）接入电桥作为一个桥臂与R、115
R、R接成直流电桥（R、R、R模块内已接好），接好电桥调零电位器R，接上桥路电源?
67567W1
4V（从主控台引入）如图1,2所示。
检查接线无误后，合上主控台电源开关。
调节R，使数显W1
表显示为零。
图1,2应变式传感器单臂电桥实验接线图
4、在电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g（或
500g）砝码加完。
记下实验结果填入表1,1，关闭电源。
重量（g）电压（mv）
2
5、根据表1,1计算系统灵敏度S,ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差
=Δm/y×
100,式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差:
yδ?
f1F..SFS
满量程输出平均值，此处为200g（或500g）。
五、思考题:
单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用:
（1）正（受拉）应变片
（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可以。
3
实验2金属箔式应变片――半桥性能实验
1、半桥工作原理和性能。
2、比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。
不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。
当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U,EKε,2。
O2
1、传感器安装同实验1。
做实验1的步骤2，实验模板差动放大器调零。
2、根据图2,1接线。
R、R为实验模板左上方的应变片，注意R应和R受力状态相反，即将传感1221
器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。
接入桥路电源?
4V，
调节电桥调零电位器R进行桥路调零，实验步骤3、4同实验1中4、5的步骤，将实验数据记W1
入表2,1，计算灵敏度S,U,W，非线性误差δ。
若实验时无数值显示说明R与R为相同受2f221
力状态应变片，应更换另一个应变片。
4
图2,1应变式传感器半桥实验接线图
表2,1半桥测量时，输出电压与加负载重量值
重量电压
1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在:
（1）对边
（2）邻边。
2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为:
（1）电桥测量原理上存在非线性
（2）应变片
）调零值不是真正为零。
应变效应是非线性的（3
5
实验3金属箔式应变片――全桥性能实验
了解全桥测量电路的优点。
全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值:
R,R,R,R，1234其变化值ΔR,ΔR,ΔR,ΔR时，其桥路输出电压U,KEε。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，123402
非线性误差和温度误差均得到改善。
三、需用器件和单元:
1、传感器安装同实验一。
2、根据图3,1接线，实验方法与实验二相同。
将实验结果填入表1,3;
进行灵敏度和非线性误差
计算。
图3,1全桥性能实验接线图
6
表3,1全桥输出电压与加负载重量值
重量
电压
1、全桥测量中，当两组对边（R、R为对边）电阻值R相同时，即R,R，R,R，而R?
R时，13132412
是否可以组成全桥:
（1）可以
（2）不可以。
2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成
电桥，是否需要外加电阻。
FF
R1R1R3
R3
R4R2R2
R4
图3,2应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图
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实验4金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
二、实验步骤:
根据实验一、二、三所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性度，从理论上进行分析比较。
阐述理由（注意:
实验一、二、三中的放大器增益必须相同）。
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实验5直流全桥的应用――电子秤实验
了解应变直流全桥的应用及电路的标定。
电子秤实验原理为实验三，全桥测量原理，通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。
应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码
1、按实验一中2的步骤，将差动放大器调零，按图3,1全桥接线，合上主控台电源开关，调节电桥
平衡电位R，使数显表显示0.00V。
W1
2、将10只砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器R（增益即满量程调节）使数显表显示为W3
0.200V（2V档测量）或,0.200V。
3、拿去托盘上的所有砝码，调节电位器R（零位调节）使数显表显示为0.0000V。
W4
4、重复2、3步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲V改为重量纲g，就可以称重。
成为一
台原始的电子秤。
5、把砝码依次放在托盘上，填入下表5,1。
重量（g）
电压（mv）
6、根据上表，计算误差与非线性误差。
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实验6交流全桥的应用――振动测量实验
了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。
对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器或用交流电压表读得。
三、需用器件与单元:
音频振荡器、低频振荡器、万用表（自备）、应变式传感器实验模板、相敏检波器模板、双综示波器、振动源。
1、模块上的传感器不用，改为振动梁的应变片，即台面上的应变输出。
2、将台面三源板上的应变插座用连接线插入应变传感器实验模板上。
因振动梁上的四片应变片已组成
全桥，引出线为四芯线，因此可直接接入实验模板面上已联成电桥的四个插孔上。
接线时应注意连
接线上每个插头的意义，对角线的阻值为350Ω，若二组对角线阻值均为350Ω则接法正确（万用表
测量）。
3、根据图6,1，接好交流电桥调平衡电路及系统，R、R、C、R为交流电桥调平衡网络。
检查接8w1w2
线无误后，合上主控台电源开关，将音频振荡器的频率调节到1KHz左右，幅度调节到10Vp-p（频
率可用数显表Fin监测，幅度用示波器监测）
4、将低频振荡器输出接入振动台激励源插孔，调低频输出幅度和频率使振动台（圆盘）明显感到振动。
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图6,1应变片振动测量实验接线图
5、固定低频振荡器幅度钮旋位置不变，低频输出端接入数显单元的Fin，把数显表的切换开关打到频率档监测低频频率，调低频频率，用示波器读出频率改变时低通滤波器输出Vo的电压峰,峰值，填入
表6,1。
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f（Hz）
Vo（p-p）
从实验数据得振动梁的自振频率为HZ。
1、在交流电桥测量中，对音频振荡器频率和被测梁振动频率之间有什么要求,2、请归纳直流电桥和交流电桥的特点,
附移相器和相敏检波器电路原理图
图6,2移相器电路原理图
图6,3相敏检波器的电路原理图
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实验7差动变压器零点残余电压补偿实验
了解差动变压器零点残余电压补偿方法。
由于差动变压器二只次级线圈的等效参数不对称，初级线圈的纵向排列的不均匀性，二次级的不均匀、不一致，铁芯B,H特性的非线性等，因此在铁芯处于差动线圈中间位置时其输出电压并不为零。
称其为零点残余电压。
音频振荡器、测微头、差动变压器、差动变压器实验模板、示波器。
四、实验步骤:
1、按图7,1接线，音频信号源从L插口输出，实验模板R、C、R、R为电桥单元中调平V11W1W2
衡网络。
图7,1零点残余电压补偿电路
2、利用示波器调整音频振荡器输出为2V峰,峰值。
3、调整测微头，使差动放大器输出电压最小。
4、依次调整R、R，使输出电压降至最小。
W1W2
5、将第二通道的灵敏度提高，观察零点残余电压的波形，注意与激励电压相比较。
6、从示波器上观察，差动变压器的零点残余电压值（峰,峰值）。
（注:
这时的零点残余电压经放大
后的零点残余电压,V,K，K为放大倍数）零点p-p
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1、请分析经过补偿后的零点残余电压波形。
2、本实验也可用图7,2所示线路，请分析原理。
图7,2零点残余电压补偿电路之二
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实验8差动变压器的应用――振动测量实验
了解差动变压器测量振动的方法。
利用差动变压器测量动态参数与测位移量的原理相同。
音频振荡器、差动放大器模板、移相器/相敏检波器/滤波器模板、测微头、数显单元、低频振荡器、振动源单元（台面上）、示波器、直流稳压电源。
1、将差动变压器按图8,1，安装在台面三源板的振动源单元上。
图8,1差动变压器振动测量安装图
2、按图8,2接线，并调整好有关部分，调整如下:
（1）检查接线无误后，合上主控台电源开关，用
示波器观察L峰,峰值，调整音频振荡器幅度旋钮使Vop-p=2V
（2）利用示波器观察相敏检V
波器输出，调整传感器连接支架高度，使示波器显示的波形幅值为最小。
（3）仔细调节R和RW1W2
使
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