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。
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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。
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