实验一 单臂电桥、半桥和全桥的比较实验目的：了解金属箔片式应变片的结构和工作原理，验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系 所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬梁称重传感器、砝码、应变片、F/V表、主、副电源实验原理与公式：（1）单臂电桥平衡条件： R1R4 = R2R3 输出电压：灵敏度：（2）半桥平衡条件： R1R4 = R2R3 输出电压：灵敏度：（3）全桥平衡条件： R1R4 = R2R3 输出电压：灵敏度：旋钮初始位置：直流稳压电源拨到2V档，F/V表拨到2V档，差动放大器增益旋钮调到最大实验步骤： （1）了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片上下两片梁的外表面各贴两片应变片2）差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口vi 相连；调节差动放大器的增益旋纽到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，然后关闭主、副电源。
3）根据下图，R1、R2、R3为电桥的固定电阻；R4＝Rx为应变片将稳压电源的切换开关置4v档，F/V表置20v开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，等待数分钟后将F/V表置2v，再调节电桥W1（慢慢调）使F/V表显示为零4）在传感器的托盘上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表 表1重量(g)电压(mv)（5）保持放大器增益不变，将固定电阻R3换为与RX(R4)工作状态相反的另一应变片，即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，调节电桥的W1使F/V表显示为零，重复（4）过程同样测得读数，填入表2 表2重量(g)电压(mv)（6）保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成两片受力应变片，组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反的原则即可，否则相互抵消没有输出电压接成一个直流全桥，调节电桥的W1，同样使F/V表显示为零重复（4）过程将读出数据填入表3 表3重量(g)电压(mv)（7）根据所得结果计算系统的灵敏度S＝ , 在同一坐标纸上描出V—W曲线，为电压变化量，为相应的重量变化量，并比较三种接法的灵敏度。
注意事项： （1）实验仪器中电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一个标记，让学生组桥容易2）做此实验时应将低频振荡器、音频振荡器的幅度调至最小，以减小其对直流电桥的影响 （3）实验过程中，直流稳压电源输出不允许大于4V，以防应变片过热损坏 （4）不能用手触及应变片及过度弯曲平行梁，以免应变片损坏 （5）当加入砝码后电压表读数无变化时，一般是少接了两根线，即W1与＋4v的连线，W1与—4v的连线 （6）当F/V表读数比标准值减少一半左右时，一般是直流稳压电源拨到＋2v档位，应拨到＋4v档位7）在更换应变片时应将电源关闭8）在实验过程中如发现电压表发生过载，应将电压量程扩大 （9）实验过程中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作10）接成全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向11）实验中用到所需单元时，则该单元上的有关电源开关应闭合，完成实验后应关闭所有开关及输出思考题： （1）本实验电路对直流稳压电源有何要求？为什么？（2）本实验电路对差动放大器有何要求？为什么？（3）单臂电桥的非线性误差为多少？（4）半桥的非线性误差为多少？（5）全桥的非线性误差为多少？附： r＝1K W1=W2=22KC= 300P实验二 半导体扩散硅压阻式压力传感器实验实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
基本原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化 所需单元及部件：主、副电源、直流稳压电源、差动放大器、F/V显示表、压阻式传感器（差压）、压力表及加压配件 旋钮初始位置：直流稳压电源4V档，F/V表切换开关置于2V档，差放增益适中或最大，主、副电源关闭 实验步骤： （1）了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置见附录三） （2）如图33A将传感器及电路连好，注意接线正确，否则易损坏元器件，差放接成同相反相均可： （3）如图33B接好传感器供压回路，传感器具有两个气咀、一个高压咀一个低压咀，当高压咀接入正压力时（相对于低压咀）输出为正，反之为负； （4）将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧松 （5）开启主、副电源，调整差放零位旋钮，使电压表指示尽可能为零，记下此时电压表读数 （6）拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，注意不要用力太大，当压力表达到4Kpa左右时，记下电压表读数，然后每隔这一刻度差，记下读数，并将数据填入下表： 根据所得的结果计算系统灵敏度S=△V/△P，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。
当作为压力计使用时，请进行标定 标定方法：拧松皮囊上的锁紧螺丝，调差放调零旋钮使电压表的读数为零，拧紧锁紧螺丝，手压皮囊使压力达到所需的最大值40Kpa，调差动放大器的增益使电压表的指示与压力值的读数一致，这样重复操作零位、增益调试几次到满意为止 注意事项： （1）如在实验中压力不稳定，应检查加压气体回路是否有漏气现象气囊上单向调节阀的锁紧螺丝是否拧紧 （2）如读数误差较大，应检查气管是否有折压现象，造成传感器的供气压力不均匀 （3）如觉得差动放大器增益不理想，可调整其“增益”旋钮，不过此时应重新调整零位调好以后在整个实验过程中不得再改变其位置 （4）实验完毕必须关闭主、副电源后再拆去实验连接线拆去实验连接线时要注意手要拿住连接线头部拉起，以免拉断实验连接线 问题： 差压传感器是否可用作真空度以及负压测试？。