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1、金属箔式应变片的性能试验学校：汕头大学 专业：电子信息工程 年级：10级 姓名：胡丹（一）单臂电桥性能检测法一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理与性能，并掌握应变片测量电路。二、基本原理电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是电阻应变效应。且 寻二于（三为电阻丝电阻相对变化于为电阻丝长度相对变化三为应变灵敏系 数）金属箔式应变片是一种敏感器件，通过它可以转换被测部位的受力状态变化。而电桥的 作用就是完成电阻到电压的变化，其输出反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压U二三&。三、实验设备主机箱（二=、二二、电压表）、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。四、
2、实验数据处理重量和电压数据重量（甘）20406080100120140160180200电压（mV）491419242934394449重量和电压的关系曲线1. 计算单臂测量系统的灵敏度S：二U的平均值为：=】：=：二二重量变化量AW = 20（g）灵敏度三二:： 22. 计算非线性误差J这里以理论拟合直线，即以输出0%为起点，满量程输出（此处为49mV）的100%作终点的直线（二三 ；）为基准直线。如上图所示，可以看出， 当砝码总重20g时取得最大偏差上二二=上-=：】二。而，.，所以，二亍：】：三：二上二芸。五、思考题1. 单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2）
3、负（受压）（3）正、负应变片均可以？答：正、负应变片均可以。当采用负应变片时，得到的电压是负值。2. 查阅传感器的相关资料，概述衡量传感器的性能特性都有哪些指标？答：静态特性：线性度、迟滞、重复性、阈值、灵敏度、稳定性、噪声、漂移； 动态特性：时间常数,、阻尼系数L固有频率一。（二）半桥性能检测法一、实验目的比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。二、基本原理不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性误差也可 以消除。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压二三2。三、实验设备主机箱（二菜二二电压表）、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。四、实验数据处理重量和电压数
4、据重量（甘）20406080100120140160180200电压（mV）112130405060708090100二的平均值为AU = （11 +10 + 9 +10 +10 +10 + 10 + 10 + 10 +10）/10 = 10（mV）重量变化量AW = 20（g）灵敏度”三二3疽己2.计算非线性误差凡这里以理论拟合直线，即以输出0%为起点，满量程输出（此处为100mV）的100%作终点的直线（-：）为基准直线。如上图所示，可以看出，当砝码总重20g时取得最大偏差f 二,1二二。而=1 ，所以，-=二 -= ：-：=-1 - ：0五、思考题1. 半桥测量时两个不同受力状态的电阻应
5、变片接入电桥时，应放在：（1）对边；（2） 邻边。答：邻边。2. 桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在非线 性；（2）应变片应变效应是非线性的；（3）调零值不是真正为零。答：调零值不是真正为零。（三）全桥性能检测法一、实验目的了解全桥测量电路的优点。二、基本原理全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值：_ = = = = -,，其变化值= - =二时，其桥路 输出电压厂二二三士 二二三户。其输出灵敏度比半桥电路又提高了一倍，非线性误差和温度 误差均得到改善。三、实验设备主机箱（二；、二 m 电压表）、应变
6、式传感器实验模板、托盘、砝码。四、实验数据处理重量和电压数据重量（甘）20406080100120140160180200电压（mV）2040597999119138158178197重量和电压的关系曲线1.计算单臂测量系统的灵敏度S：二的平均值为AZ7 = (20 + 20 + 19 + 20 + 20 + 20 +19 + 20 + 20 + 19)/10 = 19.7(mV)重量变化量AW = 20(g)灵敏度S=三厂三2.计算非线性误差:这里以理论拟合直线，即以输出0%为起点，满量程输出（此处为197mV）的100%作终点的直线（二三 ）为基准直线。如上图所示，分析数据和 可以得到，当
7、砝码总重120g时取得最大偏差上二二二匚-二疽二。而 二二-，所以，亍U。五、 思考题1.测量中，当两组对边（二_、E为对边）电阻值相同时，即二-=上，上=，而二二时，是否可以组成全桥：（1）可以；（2）不可以。答：不可以。（四）直流全桥的应用一电子秤实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点。二、实验设备主机箱（二顼、二-、电压表）、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。三、实验数据处理重量和电压数据重量（甘）20406080100120140160180200电压（mV）20406080100120140160180200重量和电压的关系曲线1.计算单臂测量系统的灵敏度S：AUA(7 = (20
8、+20 + 20+ 20+ 20 + 20 + 20 + 20+ 20+ 20)/10 = 20(mV)重量变化量AW = 20(g)灵敏度S= = l(mV/g)2.计算非线性误差:这里以理论拟合直线，即以输出0%为起点，满量程输出（此处为200mV）的100%作终点的直线（二）为基准直线。如上图所示，分析数据和可以得到，最大偏差上二二二。所以，二亍:二上二- 二二:。因为S =】：三，I 二：，所以只要把电压表的量纲改为g，该电路就可以作为一个电子秤来称重了。（五）金属箔式应变片的温度影响实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点。二、基本原理电阻应变片的温度影响，主要来自两个方面。敏感栅丝的
9、温度系数，应变栅的线膨胀系 数与被测试件的线膨胀系数不一致会产生附加应变。因此，被测体受力状态不变而温度 变化时，输出会有变化。三、实验设备与器件主机箱、应变式传感器实验模板（含加热器）、托盘、砝码。四、实验数据处理因为-=二.-，-_ =二所以畛一的0.204-0.200S = X 100% = X 100% = 2%I1 ,BLT K-f五、思考题查阅传感器的相关资料，阐述金属箔式应变片的温度影响有哪些消除方法。答：金属箔式应变片的温度影响可以通过以下几种方法消除：温度自补偿法、电桥 线路补偿法、辅助测量补偿法、热敏电阻补偿法、计算机补偿法等。而最常用的是温度 自补偿法和电桥线路补偿法。温度补偿法：利用温度补偿片进行补偿。温度补偿片是一种特制的、具有温度补偿 作用的应变片，将其粘贴在被测件上，当温度变化时，与产生的附加应变片相互抵消。电桥线路补偿法：电桥补偿是最常用的、效果最好的补偿方法，应变片通常作为平 衡电桥的一个臂来测量应变。在被测试件感受应变的位置上安装一个应变片R1（工作 片）；在时间按不受力的位置粘贴一个应变片R2 （补偿片），两个应变片的安装位置靠 近，完全处于一个温度场中。测量时两者连接到相邻的电桥臂上，当温度变化时，电阻 R1、R2都发生变化，当温度变化相同时，因材料相同温度系数相同，因此温度引起的电阻变化相同，口.-二二区-，电桥输出与温度无关。
