《实验报告 传感器技术一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验报告 传感器技术一（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1实验报告 传感器技术(一)6 系 07 级 姓名:刘贝 No.PB07210062 一.实验题目:电阻应变式传感器灵敏度特性的研究.二.实验目的:了解电阻应变式传感器的基本原理,结构,基本特性和使用方法.研究比较电阻应 变式传感器配合不同转换和测量电路的灵敏度特性,从而掌握电阻应变式传感器的使用方法 和使用要求;通过称重实验学习电子秤的原理并能设计简单的电子秤.三.实验原理: (1).物理基础.考查一段金属导线,设其长度为 L,面积为 A.导线电阻为 R=L/A.dR/R=dL/L-dA/A+d/. 而 dR/R=k0. 式中 k0为电阻应变敏感材料的灵敏系数.k0=(1+2)+d/.L2(
2、r+r)F 2r F金属丝受力时几何尺寸变化示意图 L (2).电阻应变式传感器的转换电路R1 R2 I R1 R2 R1 R2 R1 R2U0 U0 R4 U0R4 R4 R4 R3 R3 R3 R3 U U U U(a).电桥电路 (b).单臂电桥 (c).半桥电路 (d).全桥电路电桥电路 (3).公式推导:I=(R1R4-R2R3)U/(R1(R1+R2)(R3+R4)+R1R2(R3+R4)+R3R4(R1+R2). 当 I=0 时,电桥平衡. R1R4=R2R3 或 R2/R1=R4/R3.U0=U(R4/R3)(R1/R1)/(1+R4/R3)(1+R2/R1+R1/R1).定义
3、 k0=U0/(R1/R1). 设桥臂比为 n=R2/R1. U0=nUR1/R1(1+n)2. k=nU/(1+n)2.U01=nUR1/R1/(1+n)(1+n+R1/R1). =(U0-U)/U0=R1/R1/(1+n+R1/R1).U02=U(R1+R1/(R1+R1+R2-R2)-R3/(R3+R4). 设 R1=R2=R3=R4. 则 U02=UR1/2R1.U03=UR1/R1.2四.实验数据处理: (1).测量电阻应变传感器单臂电桥灵敏度.表一:单臂电桥灵敏度所得的电压值(V)与重物个数(W)的关系(增)W(重物个数)012345678910V (电压值)00.0120.023
4、0.0350.0480.0590.0720.0840.0960.1080.12表二:单臂电桥灵敏度所得的电压值(V)与重物个数(W)的关系(减)W(重物个数)109876543210V (电压值)0.120.1070.0940.0820.0690.0570.0450.0330.020.0080.001由以上两个表可绘出下面的单臂电桥的电压值-重物个数的曲线图:单臂电桥灵敏度的电压值(V)-重物个数(W)关系曲线由这两条按拟合后的曲线分析如下: 2008-10-04 19:09 “/Graph2“ (2454743) Linear Regression for Sheet2_B: Y = A +
5、 B * XParameterValueError - A-5E-42.62869E-43B0.012054.4433E-5-RSD NP - 0.99994 4.66017E-4110.0001 - 2008-10-04 19:11 “/Graph2“ (2454743) Linear Regression for Sheet2_D: Y = A + B * XParameterValueError - A-0.00286 9.13248E-4B0.012141.54367E-4-RSD NP - 0.99927 0.00162 110.0001 -由以上的数据分析可知,单臂电桥中,数据误差
6、 P 均小于 0.0001,所以,在考虑到实验仪器 和实验中一些客观因素的影响,认为这次实验值是可靠的.得出的单臂电桥灵敏度 dV/dW,即 直线的斜率分别为:k1=0.01205,k2=0.01214. (2).测量电阻应变传感器半桥电路灵敏度.表一:半桥电路灵敏度所得的电压值(V)与重物个数(W)的关系(增)W(重物个数)012345678910V (电压值)00.0280.0540.0920.1190.1450.1690.1950.220.2450.269表二:半桥电路灵敏度所得的电压值(V)与重物个数(W)的关系(减)W(重物个数)109876543210V (电压值)0.2690.2
7、450.220.1960.1720.1470.1220.0970.0730.0480.024由以上两个表可绘出下面的半桥电路的电压值-重物个数的曲线图:4半桥电路灵敏度的电压值(V)-重物个数(W)关系曲线 由这两条曲线拟合后的数据分析如下: 2008-10-04 19:49 “/Graph1“ (2454743) Linear Regression for Sheet2_B: Y = A + B * XParameterValueError - A0.00477 0.00274B0.026974.6326E-4-RSD NP - 0.99868 0.00486 110.0001 - 2008
8、-10-04 19:49 “/Graph1“ (2454743) Linear Regression for Sheet2_D: Y = A + B * XParameterValueError - A0.02382 2.37835E-4B0.024564.02015E-55-RSD NP - 0.99999 4.21637E-4110.0001 -由以上的数据分析可知,半桥电路中,数据误差 P 均小于 0.0001,所以,在考虑到实验仪器 和实验中一些客观因素的影响,认为这次实验值是可靠的.得出的半桥电桥灵敏度 dV/dW,即 直线的斜率分别为:k1=0.026973,k2=0.02456(
9、3).测量电阻应变传感器全桥电路灵敏度.表一:全桥电路灵敏度所得的电压值(V)与重物个数(W)的关系(增)W(重物个数)012345678910V (电压值)0.0010.0230.0480.0720.0950.1180.1450.1740.1910.2150.238表二:全桥电路灵敏度所得的电压值(V)与重物个数(W)的关系(减)W(重物个数)109876543210V (电压值)0.2380.2150.1860.170.1380.1140.0860.0670.0450.0250.003由以上两个表可绘出下面的全桥电路的电压值-重物个数的曲线图:6全桥电路灵敏度的电压值(V)-重物个数(W)
10、关系曲线 由这两条曲线拟合后的数据分析如下 2008-10-04 19:53 “/Graph1“ (2454743) Linear Regression for Sheet2_B: Y = A + B * XParameterValueError - A1.81818E-40.00133B0.023962.24406E-4-RSD NP - 0.99961 0.00235 110.00012008-10-04 19:54 “/Graph1“ (2454743) Linear Regression for Sheet2_D: Y = A + B * XParameterValueError -
11、A-0.00191 0.00235B0.023783.97929E-4-RSD NP - 0.99874 0.00417 110.0001由以上的数据分析可知,全桥电路中,数据误差 P 均小于 0.0001,所以,在考虑到实验仪器和实 验中一些客观因素的影响,认为这次实验值是可靠的.得出的全桥电桥灵敏度 dV/dW,即直线 的斜率分别为:k1=0.02396,k2=0.02378(4).测量电阻应变传感器交流电桥电路灵敏度. 表一:交流电桥电路灵敏度所得的电压值(V)与重物个数(W)的关系(增)W(重物个数)012345678910V (电压值)00.0080.0220.0310.040.0490.
