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1、机械工程测试技术基础实验报告学 院 工学院、职业技术教育学院 班 级 机械设计制造及其自动化 xxx 班姓 名 xxx xxxx 学 号 xxxxxxx xxx 实验一 金属箔式应变片单臂电桥性能实验班级 机械 132 姓名 XXX 学号 XXX实验日期 2015/12 同组成员 XXX、XXX 成绩1、实验目的与要求比较单臂电桥与半桥、全桥的不同性能，了解单臂电桥的工作原理和性能。（1） 观察金属箔式应变片的形状及布置，思考其测量应变的工作原理和性能；（2） 观察电桥电路的组成，特别是单臂电路，思考其特点和测量原理；（3）通过 5 只砝码的增减，了解金属箔式应变片单臂电桥测量重量的工作原理和
2、性能，并测得单臂电桥的输出，做出 V-G 曲线，计算灵敏度 S 和非线性误差 ，并比较与半桥和全桥电路的不同性能。2、实验步骤（1）抬起加力机构，将应变力传感器通过专用线接主控台相应插孔，通用放大器（2）的 S5 开关置相应位并按下应变式传感器 R1 、R2、R3 开关将四片应变片接成全桥，先不要给传感器加载，将通用放大器（2）的 Rw1、Rw3 顺时调至调最大，抬起 S15 开关，调 Rw5及 Rw2 使第一级仪表专用放大器输出 Vo3 为零。压下 S15 开关接入第二级反相放大器, 调Rw4 使 Vo4（Vo）为零；（2）在托盘上放 5 只砝码给传感器加载，逐步调小 Rw3 至数显电压表指
3、示 5V，整个过程 Rw1、 Rw2、Rw4 不要动；（3）取下 5 只砝码，如数显电压表指示不为零，再调 Rw4 使 Vo4（Vo）为零；（4）重复上面第（2）步；（5）取下 5 只砝码，数显电压表指示应为零；（6）抬起应变式传感器 R2、 R3 开关，将应变式传感器接成单臂电桥，调 Rw5 使数显电压表指示为零，务必保持 Rw1、Rw2、Rw3、Rw4 不变；3、记录与分析（1）每加 1 只砝码（共 8 只） ，记下电压表读数，填入下表；(这里记每个砝码 100g)重量（g）0 100 200 300 400 500 600 700 800电压（mv）0 10 20 30 40 60 70
4、 80 904、实验结果（1）作出 V-G 曲线，计算灵敏度 S 和非线性误差 ；从 V-G 曲线可以看出，重量和电压几乎成线性增长关系。灵敏度 S V=90-0=90mV G=800gS=V/G=90/800=0.1125非线性误差 非线性误差=最大误差/量程Vmax =60-40=20mV=20/ 90x100%=22.22%（2）与半桥、全桥作一对比，有何关系？单臂电路的灵敏度是半桥电路的 1/2，全桥电路的 1/4单臂电路的非线性误差 比半桥、全桥大。即测量精准度要稍差一些。实验二 金属箔式应变片半桥电桥性能实验班级 机械 132 姓名 XXX 学号 XXX实验日期 2015/12 同
5、组成员 XXX XXX 成绩1、实验目的与要求比较半桥电桥与单臂、全桥的不同性能，了解半桥电桥的工作原理和性能。（1）观察电桥电路的组成，特别是半桥电路与单臂电路有何不同，思考其特点和测量原理；（2）通过 5 只砝码的增减，了解金属箔式应变片单臂电桥测量重量的工作原理和性能，并测得半桥电桥的输出，做出 V-G 曲线，计算灵敏度 S 和非线性误差 ，并比较与单臂和全桥电路的不同性能。2、实验步骤（1）抬起加力机构，将应变力传感器通过专用线接主控台相应插孔，通用放大器（2）的 S5 开关置相应位并按下应变式传感器 R1、R2 、R3 开关将四片应变片接成全桥，先不要给传感器加载，将通用放大器（2）
6、的 Rw1、Rw3 顺时调至调最大，抬起 S15 开关，调 Rw5 及Rw2 使第一级仪表专用放大器输出 Vo3 为零。压下 S15 开关接入第二级反相放大器, 调 Rw4使 Vo4（Vo）为零；（2）在托盘上放 5 只砝码给传感器加载，逐步调小 Rw3 至数显电压表指示 5V，整个过程 Rw1、 Rw2、Rw4 不要动；（3）取下 5 只砝码，如数显电压表指示不为零，再调 Rw4 使 Vo4（Vo）为零；（4）重复上面第（2）步；（5）取下 5 只砝码，数显电压表指示应为零；（6）抬起应变式传感器 R2 开关，将应变式传感器接成半桥电桥，调 Rw5 使数显电压表指示为零，务必保持 Rw1、R
7、w2、Rw3、Rw4 不变；3、记录与分析（1）每加 1 只砝码（共 8 只） ，记下电压表读数，填入下表；(这里记每个砝码 100g)重量（g）0 100 200 300 400 500 600 700 800电压（mv）0 20 50 70 90 120 140 160 1804、实验结果（1）作出 V-G 曲线，计算灵敏度 S 和非线性误差 ；从 V-G 曲线可以看出，重量和电压几乎成线性增长关系。灵敏度 S V=180-0=180mV G=800gS=V/G=180/800=0.225非线性误差 非线性误差=最大误差/量程Vmax =30mV=30/ 180x100%=16.67%（2
8、）与单臂、全桥作一对比，有何关系？半桥电路的灵敏度是单臂电路的 2 倍，全桥电路的 1/2。半桥电路的非线性误差 比单臂小，比全桥大。即测量精准度介于两种之间。实验三 金属箔式应变片全桥电桥性能实验班级 机械 132 姓名 XXX 学号 XXX实验日期 2015/12 同组成员 XXX XXX 成绩1、实验目的与要求比较全桥电桥与单臂、半桥的不同性能，了解全桥电桥的工作原理和性能。（1） 观察电桥电路的组成，特别是全桥电路与单臂电路、半桥电路的不同，思考其特点和测量原理；（2）通过 5 只砝码的增减，了解金属箔式应变片单臂电桥测量重量的工作原理和性能，并测得全桥电桥的输出，做出 V-G 曲线，
9、计算灵敏度 S 和非线性误差 ，并比较与单臂和全桥电路的不同性能。2、实验步骤（1）抬起加力机构，将应变力传感器通过专用线接主控台相应插孔，通用放大器（2）的S5 开关置相应位并按下应变式传感器 R1 、R2 、R3 开关将四片应变片接成全桥，先不要给传感器加载，将通用放大器（2）的 Rw1、Rw3 顺时调至调最大，抬起 S15 开关，调 Rw5 及 Rw2使第一级仪表专用放大器输出 Vo3 为零。压下 S15 开关接入第二级反相放大器, 调 Rw4 使Vo4（Vo）为零；（2）在托盘上放 5 只砝码给传感器加载，逐步调小 Rw3 至数显电压表指示 5V，整个过程Rw1、 Rw2、 Rw4 不
10、要动；（3）取下 5 只砝码，如数显电压表指示不为零，再调 Rw4 使 Vo4（Vo）为零；（4）重复上面第（2）步；（5）取下 5 只砝码，数显电压表指示应为零；3、记录与分析（1）每加 1 只砝码，记下电压表读数，填入下表；(这里记每个砝码 100g)重量（g）0 100 200 300 400 500 600 700 800电压（mv）0 30 80 120 170 220 260 310 3504、实验结果（1）作出 V-G 曲线，计算灵敏度 S 和非线性误差 ；从 V-G 曲线可以看出，重量和电压几乎成线性增长关系。灵敏度 S V=350-0=350mV G=800gS=V/G=35
11、0/800=0.4375非线性误差 非线性误差=最大误差/量程Vmax =50mV=50/ 350x100%=14.29%（2）与单臂和半桥作一对比，有何关系？全桥电路的灵敏度是单臂电路的 4 倍，半桥电路的 2 倍。全桥电路的非线性误差 比单臂和半桥要小。即测量更精准。实验四 电涡流传感器位移特性实验班级 机械 132 姓名 XXX 学号 XXX实验日期 2015/12 同组成员 XXX XXX 成绩1、实验目的与要求了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。（1）观察电涡流传感器及其测量电路的组成，思考其特点和测量原理；（2）通过调节测微头，了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性，测得测
12、量电路的输出，做出 V-X 曲线，计算线性起点 X0、线性范围、灵敏度 S 和非线性误差 。2、实验步骤（1）在直线位移执行器圆盘右边靠外边的支架安装上测微头。测微头旋在 20mm 处，并顶住直线位移执行器圆盘，拧紧测量架顶部的固定镙钉；（2）如作过实验七，实验八应取下直线位移执行器圆盘上吸附的圆形磁钢；（3）将电涡流传感器安装在直线位移执行器右边靠里边的支架上。传感器引线插入相应插座中，探头对准并贴近直线位移执行器圆盘上的小圆片，拧紧测量架顶部的固定镙钉；图 1 电涡流传感器测量系统4电涡流传感器测量系统面板上的 wR1 调至最大。如图 1；3、记录与分析（1）向里旋转测微头，每转动 0.2
13、mm 或 0.5mm 记下数字电压表读数，直到数字电压表读数不变，并填入下表；位移/mm 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5电压/v 0.47 1.15 1.75 2.27 2.69 3.02 3.30 3.52 3.70 3.854、实验结果作出 V-X 曲线，计算（1）线性起点 X0；(2) 线性范围； (3)灵敏度 S 和非线性误差 V-X 曲线如下图所示:（1）线性起点 X0；由线性趋势线 y=1.1151x+0.0037 得 X0=-0.0033（2） 线性范围； 线性范围大概为位移 X 0.5，2.5mm（3）灵敏度 S 和非线性误差 灵敏度 S V=3.8
14、5-0.47=3.38V X=4.5mmS=V/X=3.38/4.5=0.75非线性误差 非线性误差=最大误差/量程Vmax =0.68V=0.68/3.38x100%=20.12%实验五 差动变压器（电感式）位移传感器特性实验班级 机械 132 姓名 XXX 学号 XXX实验日期 2015/12 同组成员 XXX XXX 成绩1、实验目的与要求了解差动变压器的工作原理和特性。（1）观察差动变压器及其测量电路的组成，思考其特点和测量原理；（2）通过调节测微头，了解差动变压器测量位移的工作原理和特性，测得测量电路的输出，做出 V-X 曲线，计算两个方向的线性范围、灵敏度 S、非线性误差 。2、实
15、验步骤（1）如作过实验七，实验八应取下直线位移执行器圆盘上吸附的圆形磁钢；（2）将差动变压器传感器安装在直线位移执行器右边靠里的支架上。传感器引线插入相应插座中，探头对准并顶住直线位移执行器圆盘上的小圆片，向左移动传感器使测量杆回缩至杆上黑圈对准传感器侧壁（零点） ，拧紧测量架顶部的固定镙钉；（3）直线位移执行器圆盘右边靠外的支架安装上测微头。测微头旋在 20mm，并顶住直线位移执行器圆盘，拧紧测量架顶部的固定镙钉；（4）将差动变压器特性/测量系统中的 “特性/ 测量”开关置 “特性”位，在“特性”输出口接数字电压表，如下图；3、记录与分析（1）向里旋转测微头，每次转动 0.2mm 或 0.5mm 记下数字电压表读数， （至少 10 次）并填入下表；位移/mm 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5电压（v）0.79 0.91 1.03 1.15 1.26 1.38 1.50 1.62 1.74 1.85（2）测微头旋回 10mm 处，向外旋转测微头，每次转动 0.2mm 或 0.5mm 记下数字电压表读数， （至少 10 次）并填入下表；4、实验结果作出 V-X 曲线，计算（1）线性范围；向里旋转测微头，线性范围大概为位移 X 0.5，5mm（2）灵敏度 S；灵敏度 S V=1.85-0.79=1.06V
