金属箔式应变片交流全桥实验报告doc.docx
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金属箔式应变片交流全桥实验报告doc
金属箔式应变片交流全桥实验报告
篇一:
自动化传感器实验报告三__金属箔式应变片——全桥性能实验
实验三项目名称:
金属箔式应变片——全桥性能实验
一、实验目的
了解全桥测量电路的原理及优点。
二、基本原理
全桥测量电路中,将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:
R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压U03=
KE?
。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到明显改善。
三、需用器件和单元
传感器实验箱
(一)中应变式传感器实验单元,传感器调理电路挂件、砝码、智能直流电压表(或虚拟直流电压表)、±15V电源、±5V电源。
四、实验内容与步骤
1.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3-1;进行灵敏度和非线性误差计算。
图3-1应变式传感器全桥实验接线图
五、实验注意事项
1.不要在砝码盘上放置超过1kg的物体,否则容易损坏传感器。
2.电桥的电压为±5V,绝不可错接成±15V。
一、实验目的
了解全桥测量电路的原理及优点。
二、基本原理
全桥测量电路中,将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:
R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压U03
=
1
KE?
。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到明显改善。
三、需用器件和单元
传感器实验箱
(一)中应变式传感器实验单元,传感器调理电路挂件、砝码、智能直流电压表(或虚拟直流电压表)、±15V电源、±5V电源。
四、实验内容与步骤
1.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3-1;进行灵敏度和非线性误差计算。
表3-1全桥输出电压与加负载重量值
图3-1应变式传感器全桥实验接线图
2
五、实验注意事项
1.不要在砝码盘上放置超过1kg的物体,否则容易损坏传感器。
2.电桥的电压为±5V,绝不可错接成±15V。
六、思考题
1.全桥测量中,当两组对边(R1、R3为对边)值R相同时,即R1=R3,R2=R4,而R1≠R2时,是否可以组成全桥:
(1)可以
(2)不可以。
图3-2应变式传感器受拉时传感器周面展开图
答:
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。
答:
将这两组应变片分别按照两个不同的方向贴在棒材上面就可以了,然侯利用不同的两组测量值就可以组成一个全桥电路,进而获得测量结果,无需再引入外界电阻。
3
篇二:
自动化传感器实验报告三金属箔式应变片——全桥性能实验
广东技术师范学院实验报告
学院:
自动化专业:
自动化姓名:
实验地点:
学号:
实验日期:
班级:
08自动化组
别:
成
绩:
组员:
指导教师签名:
实验三项目名称:
金属箔式应变片——全桥性能实验
一、实验目的
了解全桥测量电路的原理及优点。
二、基本原理
全桥测量电路中,将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:
R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压U03=
KE?
。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到明显改善。
三、需用器件和单元
传感器实验箱
(一)中应变式传感器实验单元,传感器调理电路挂件、砝码、智能直流电压表(或虚拟直流电压表)、±15V电源、±5V电源。
四、实验内容与步骤
1.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3-1;进行灵敏度和非线性误差计算。
表3-1全桥输出电压与加负载重量值
1
图3-1应变式传感器全桥实验接线图
五、实验注意事项
1.不要在砝码盘上放置超过1kg的物体,否则容易损坏传感器。
2.电桥的电压为±5V,绝不可错接成±15V。
六、思考题
1.全桥测量中,当两组对边(R1、R3为对边)值R相同时,即R1
=
R3,R2=R4,而R1≠R2时,是否可以组成全桥:
(1)可以
(2)不可以。
2
图3-2应变式传感器受拉时传感器周面展开图
答:
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。
答:
将这两组应变片分别按照两个不同的方向贴在棒材上面就可以了,然侯
利用不同的两组测量值就可以组成一个全桥电路,进而获得测量结果,无需再引入外界电阻。
广东技术师范学院预习报告
学院:
自动化专业:
自动化姓名:
实验地点:
学号:
实验日期:
班级:
08自动化组别:
成
绩:
组员:
指导教师签名:
实验三项目名称:
金属箔式应变片——全桥性能实验
一、实验目的
了解全桥测量电路的原理及优点。
二、基本原理
全桥测量电路中,将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:
R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压U03=
KE?
。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到明显改善。
三、需用器件和单元
传感器实验箱
(一)中应变式传感器实验单元,传感器调理电路挂件、砝码、智能直流电压表(或虚拟直流电压表)、±15V电源、±5V电源。
四、实验内容与步骤
1.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3-1;进行灵敏度
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和非线性误差计算。
图3-1应变式传感器全桥实验接线图
五、实验注意事项
1.不要在砝码盘上放置超过1kg的物体,否则容易损坏传感器。
2.电桥的电压为±5V,绝不可错接成±15V。
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篇三:
实验一金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
实验一金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
一、实验目的
比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性误差,得出相应的结论。
二、实验原理
电阻丝在外力作用下发生机械形变时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为
?
R
?
k?
?
(1)R
?
l?
R
k为应变灵敏系数;?
?
为电阻丝长度相对变化。
式中为电阻丝电阻相对变化;
lR
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1所示,将四个金属箔式应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,则应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。
图1应变式传感器安装示意图
三、主要实验设备
1.应变传感器实验模块2.托盘3.砝码
4.±15V、±4V电源5.直流电压表6.万用表(自备)
四、实验内容
1.应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上,可用万用表测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω。
通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化,电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,如图2所示R5=R6=R7=R为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压
U0?
E
?
4
?
R/R
(2)
1?
R1?
?
2R
其中,E为电桥电源电压。
2.差动放大器调零。
从主控台接入±15V电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接,输出端Uo接数显电压表(选择2V档)。
将电位器调节放大倍数的Rw4调到适当位置(注意:
不能置于逆时针最小位置!
),调节电位器Rw3使电压表显示为0V。
关闭主控台电源(Rw3、Rw4的位置确定后不能改动)。
3.按图2连线,将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R1)接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。
图2单臂电桥面板接线图
4.加托盘后电桥调零。
电桥输出接到差动放大器的输入端Ui
,检查接线无误后,合上
主控台电源开关,预热五分钟,调节Rw1使电压表显示为零。
5.在应变传感器托盘上放置一只砝码,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砝码加完,记下实验结果,填入表1。
表1单臂、半桥、全桥测量时,输出电压与砝码重量的关系
6.不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边,如图3。
电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善,当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时,半桥的输出电压为U0?
E?
k?
?
E?
R
(3)?
?
22R
式3表明,半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。
保持Rw3、Rw4的位置不变,按图3接线,将受力相反(一片受拉,一片受压)的两只应变片接入电桥的邻边;加托盘后调节Rw1将电桥调零;在应变传感器托盘上放置一只砝码,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砝码加完,记下实验结果,填入表1。
图3半桥电桥面板接线图
7.全桥测量电路中,将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边,不同的接入邻边,如图4,当应变片初始值相等,变化量也相等时,其桥路输出
Uo=E?
式中E为电桥电源电压;
?
R
(4)R
?
R
为电阻丝电阻相对变化。
R
式4表明,全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差得到进一步改善。
保持Rw3、Rw4的位置不变,按图4接线,将四只应变片接入电桥,始终保持相邻的两只应变片受力方向相反;加托盘后调节Rw1将电桥调零;在应变传感器托盘上放置一只砝码,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砝码加完,记下实验结果,填入表1。
8.实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。
图4全桥电桥面板接线图
五、实验总结
1.根据实验所得数据计算单臂系统灵敏度S1=ΔU/ΔW(ΔU输出电压变化量,ΔW重量变化量)。
2.计算单臂电桥的非线性误差δf1=Δm/yF..S×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;yF·S为满量程(200g)输出平均值。
3.根据所得实验数据,计算半桥的灵敏度S2和非线性误差δ
f2。
4.根据实验数据,计算全桥的灵敏度S3和非线性误差δ
f3。
5.比较三种电桥的灵敏度和非线性误差。
将得到的结论与理论计算进行比较。
六、预习及思考
1.预习教材中有关电阻应变传感器的内容。
2.引起半桥测量的非线性误差原因是什么?
3.半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片在接入电桥时,应放在:
(1)对边?
(2)邻边的位置?
4.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。