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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划电阻应变片在电桥中运用实验报告清华大学实验报告系别：机械工程系班号：72班姓名：车德梦作实验日期XX年11月5日教师评定：实验直流电桥测电阻一、实验目的了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。数字温度计的组装方法及其原理。二、实验原理1.惠斯通电桥测电阻惠斯通电桥是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。图中R1、R2和R是已知阻值的标准电阻，它们和被测
2、电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A和C之间接电源E；对角B和D之间接有检流计G，它像桥一样。若调节R使检流计中电流为零，桥两端的B点和D点点位相等，电桥达到平衡，这时可得I1R?I2Rx，两式相除可得I1R1?I2R2Rx?R2RR1只要检流计足够灵敏，等式就能相当好地成立，被测电阻值Rx可以仅从三个标准电阻的值来求得，而与电源电压无关。这一过程相当于把Rx和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。单电桥的实际线路如图所示：将R2和R1做成比值为C的比率臂，则被测电阻为Rx?CR其中C?R2R1，共分7个档，1000，R为测量臂，由4个十进位的电阻盘组成。图中电阻单位为?。
3、2.铜丝电阻温度系数任何物体的电阻都与温度有关，多数金属的电阻随文的升高而增大，有如下关系式：Rt?R0(1?Rt)式中Rt、R0分别是t、0时金属丝的电阻值；?R是电阻温度系数，单位是。严格-1地说，?R一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜丝材料来说，在-50100的范围内?R的变化很小，可当作常数，即Rt与t呈线性关系。于是?R?Rt?R0R0t利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。例如铂电阻温度及不仅准确度高、稳定性好，而且从-2631100都能使用。铜电阻温度计在-50100范围内因其线性好，应用也较广泛。3.双电桥测低电阻用下图所示的单电桥测电阻时，被测臂上引线l1、
4、l2和接触点X1、X2等处都有一定的电阻，约为10?2?10?4?量级。这些引线电阻和接触电阻与待测的Rx串联在一起，对低值电阻的测量影响很大。为减小它们的影响，在双电桥中作了两处明显的改进：被测电阻和测量盘电阻均采用四端接法。四端接法示意图如下图中C1、C2是电流端，通常接电源回路，从而将这两端的引线电阻和接触电阻折合到电源回路的其他串联电阻中；P1、P2是电压端，通常接测量用的高电阻回路或电流为零的补偿回路，从而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响相对减小了。如下图：双电桥中增设了两个臂R1和R2，其阻值较高。流过检流计G的电流为零时，电桥达到平衡，于是可以得到以下三个方程I3Rx?I
5、2R2?I1R2I3R?I2R1?I1R1I2(R2?R1)?(I3?I2)r上式中各量的意义相应地与上图中的符号相对应。解这三个方程可得：?R2R2?R2R1r?Rx?R?R1R1?R2?r?R1R1?双电桥在结构设计上尽量做到R2R1?R2R1，并且尽量今小电阻r，因此可得Rx?R2RR1同样，在仪器中将R2R1?C做成比率臂，则Rx?CR这样，电阻R和Rx的电压端附近附加电阻由于和高阻值臂串联，其影响减小了；两个外侧电流端的附加电阻串联在电源回路中，其影响可忽略；两个内侧电流的附加电阻和小电阻r相串联，相当于增大了式中的r，其影响通常也可忽略。于是只要将被测低电阻按四端接法接入双电桥进行
6、测量，就可像单电桥那样用来计算了。4.直流电桥测电阻及组装数字温度计非平衡电桥一般平衡电桥测电阻，多是以检流计G为平衡指示器，而非平衡电桥则是将检流计G去掉，通过测量其两端的电压Ut来确定电阻，如下图所示：如果电源E一定，当某桥臂待测电阻Rt发生变化时，非平衡电桥的输出电压Ut也发生变化。?R1R?U?E?非平衡电桥的输出电压公式为t?R?RR?Rt2?1?一般来说Ut与t的关系不是线性的，为了组装数字温度计，适当地选择电桥参数，使其非线性项误差很小，在一定的温度范围内呈近似线性关系。这就是线性化设计。互易桥为简单起见，我们利用现有的QJ23型惠斯通电桥改装成非平衡桥，用铜丝电阻作感温元件，阻
7、值约20?。用惠斯通电桥测量时一般会选C=，将R置于XX?，由该电桥线路知，此时R2?10?，R1?1000?，这样的阻值配比Ut测量误差较大，不能满足线性化设计的要求。现在我们巧改惠斯通电桥，将电源E和检流计G互易位置，这样桥臂阻值之间的关系，就较为合理。为讨论方便，将这种电源E，检流计G互换的惠斯通电桥称之为互易桥。将G再换成mV表，就改成互易了的非平衡桥，用它测量Ut误差就会减小。线性化设计欲组装一个温度范围在0-100的铜电阻数字温度计，必须将Utt的关系线性化，当采用量程为的41数字电压表来显示温度值时，要求显示值：21Ut?t10当温度t=0时，U0?0mV，此时互易桥为平衡桥有：
8、RRR2?C，0?C或R?0R1RC式中R0为0时铜丝电阻值，R为测量臂电阻，对铜电阻来说，在0-100范围内Rt与t市线性关系：Rt?R0(1?t)，这样式可改写为：?1?1Ut?E?1?C1?C(1?t)?考虑到本实验中选C?1，铜电阻温度系数?10?3/，则式还可以进一步简化为：Ut?EC?t?U(1?C)2实验报告姓名：张少典同组姓名：张庆庆班级：F实验日期：XX/04/14学号：实验成绩：指导老师：批阅日期：-电阻应变片传感器灵敏度的测量【实验目的】1、了解电阻应变片传感器的转换原理；2、掌握电阻应变片直流电桥的工作原理和特性；3、利用电阻应变片直流电桥测量传感器的电压输出灵敏度。【
9、实验原理】电阻应变片传感器由粘贴了电阻应变敏感元件的弹性元件和变换测量电路组成。被测力学量作用在一定形状的弹性元件上使之产生变形。这时，粘贴在其上的电阻应变敏感元件将力学量引起的变形转化为自身电阻值的变化，再由变换测量电路将电阻的变化转化为电压变化后输出。单臂电桥：双臂电桥：全桥：电桥的灵敏度：SU=nU04其中n实验电路图：=(?R1R1?R2R2+?R3R3?R4R4)/(R?R【实验数据记录、结果计算】?数据记录单臂电桥双臂电桥?数据处理单臂电桥正方向：S1(+)=B*1000=V/mm负方向：S1(-)=B*1000=V/mm双臂电桥正方向：S2(+)=B*1000=V/mm物理实验室制请认真填写目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
