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1、测试技术实验报告总结第一部分：应变类 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路 了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。 了解应变片全桥工作特点及性能。 了解应变直流全桥的应用及电路的标定。 二、基本原理：1、应变片的电阻应变效应2、应变灵敏度dR=1 + 2Q半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/Rdpp3、贴片式应变片应用一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出半导体 电阻应变薄膜（扩散出敏感栅），制成扩散型压阻式（压阻效应）传感器。4、箔式应变片的基本结构应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上，粘贴直径为0.025mm左
2、右的金属 丝或金属箔制成，。5、测量电路 为了将电阻应变式传感器的电阻变化转换成电压或电流信号，在应用中一般采用电桥电路作为其测量电路。为了得到较大的输出电压或电流信号一般都采用双臂或全桥工作。三、实验步骤：1. 在应变梁自然状态的情况下，用41位数显万用表2kQ电阻档测量所有应变片阻值;22. 差动放大器调零。将主板上传感器输出单元中的箔式应变片）与电桥单元中Ri、R2、R3组成电桥电 路，电桥的一对角接4V直流电源，另一对角作为电桥的输出接差动放大器的二输入端， 将Wi电位器、r电阻直流调节平衡网络接入电桥中。图 18 应变片单臂电桥特性实验接线示意图检查接线无误后合上主电源开关，在机头上
3、应变梁的振动台无砝码时调节电桥的 直流调节平衡网络W1电位器，使电压表显示为0。在应变梁的振动台中心点上放置一只砝码（20g/只），读取数显表数值，依次增加砝 码和读取相应的数显表值，记下实验数据重量（g）20406080100120140160180200电压(mV)000.0010.0020.0030.0030.0040.0040.0050.006四、实验数据处理：重量(g)线性(重量(g)S=0.0000375五、思考题：二、基本原理： 应变片基本原理参阅实验一。不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，输出灵敏 度提高，非线性得到改善。其桥路输出电压Uo(1/2)R/R)E=(1/2)
4、KE。三、实验步骤：除实验接线按图22接线即电桥单元中Ri、R2与相邻的二片应变片组成电桥电路外。实验步骤和实验数据处理方法与实验一完全相同。实验完毕，关闭电源。重量(g)20406080100120140160180200电压(mV)0.0010.0030.0050.0070.0090.0110.0130.0150.0170.019电压(mV)0.020.0150.010.0050100200300电压(mV)S=0.0000i;四、思考题二、基本原理：应变片基本原理参阅实验一。应变片全桥测量电路中，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：R1 =
5、 R2=R3 = R4，其变化值厶 R1=A R2=A R3=A R4时，其桥路输出电压Uo（aR/R）E=K E。其输出灵敏度比半桥又 提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。三、实验步骤：除实验接线按图32 接线，四片应变片组成电桥电路外。实验步骤和实验数据处理方法与实验一完全相同。实验完毕，关闭电源。重 20406080100120140160180200电压(mV)-0.002-0.005-0.009-0.012-0.016-0.020-0.023-0.027-0.031-0.035电压（mV）题标轴标坐12 3 4 o o o O 0 0 0 0100150200250电压（mV
6、）坐标轴标题S=0.000175思考题：基本原理：常用的称重传感器就是应用了箔式应变片及其全桥测量电路。本实验只做放大 器输出Vo实验，通过对电路的标定使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为 重量量纲（g）即成为一台原始电子秤。实验步骤：1、差动放大器调零。2、按图 53 接线，检查接线无误后合上主电源开关。3、拿去振动台上的所有砝码，如数显电压表不显示0.000V则调节差动放大器的调零电 位器，使数显表显示为0.000V。再将10只砝码全部置于振动台上，调节差动放大器的增益 电位器，使数显表显示为0.200V。4、重复3步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲V改为重量纲g,就
7、可以称 重，成为一台原始的电子秤。5、把砝码依次放在托盘上，并依次记录重量和电压数据填入下表5。6、根据数据画出实验曲线，计算误差与线性度。表 5 电子称实验数据重量(g)20406080100120140160180200电压(mV)0.0190.0380.0580.0790.0980.1190.1380.1580.1790.200线性度=99.5%；误差 0.0008 思考题：第二部分：传感器一、实验目的： 了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。二、基本原理：电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体(导电体)间的间隙变化来测物体的振动相对
8、位移量和静位移的，它与被测物之间没有直接的机械接触，具有很宽的使用频率范围(从010Hz)。当无被测导体时，振荡器回路谐振于f。,传感器端部线圈Qo为定值且最高， 对应的检波输出电压V。最大。当被测导体接近传感器线圈时，线圈Q值发生变，振荡器的 谐振频率发生变化，谐振曲线变得平坦，检波出的幅值V。变小。V。变化反映了位移X的变 化。电涡流传感器在位移、振动、转速、探伤、厚度测量上得到应用。三、实验步骤：1、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。调节测微头初始位置的刻度值为1.5mm处， 按图 174 安装测微头、被测体、电涡流传感器并按图接线。2、将电压表（F/V表）量程切换开关切换到20V档，检
9、查接线无误后将涡流变换器的 拨动开关拨到“开”位置，开启主电源开关，记下电压表读数，然后逆时针调节测微头微分 筒每隔0.1mm读一个数，直到输出V。变化很小为止并将数据列入表17。X4.14.24.34.44.54.64.74.84.95.05.15.25.35.4Vo-6.2-6.9-7.7-8.4-8.8-9.2-9.7-10.-10.-10.-11.-11.-11.-11.650052165297223134363、根据表17数据，画出VX曲线，根据曲线找出线性区域试计算灵敏度和线性度（可用最小二乘法或其它拟合直线）。实验完毕，关闭所有电源。实验步骤：1、将被测体铁圆片换成铝和铜圆片，实
10、验方法与步骤同实验十七2、按实验十七实验，将数据列入表18-118 3。X (mm)00.10.20.30.40.50.60.70.80.9v(v)-0.88-1.15-1.50-1.9-2.37-2.92-3.60-4.33-5.16-6.17X (mm)1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.9Vo(V)-7.32-8.56-9.45-10.34-11.10-11.25-11.29-11.32-11.34-11.36X (mm)2.02.1Vo (V)-11.37-11.39表 182 被测体为铝圆片时的位移为输出电压数据X(mm)00.10.20.30.40.50.60
11、.70.80.9Vo(V)-1.15-1.42-1.79-2.27-2.83-3.51-4.39-5.28-6.3-7.521.01.11.21.31.41.51.61.71.81.9-8, 75-9, 90-10.94-11.22-11.27-11.30-11.33-11.33-11.33-11.352.02.1-11.36-11.38表 18 3 被测体为小铝圆片时的位移为输出电压数据X (mm)00.10.20.30.40.50.60.70.80.9Vo (V)-3.41-4.11-5.20-6.56-8.27-9.31-10.21-11.11-11.28-11.321.01.11.21.31.41.51.6-11.35-11.37-11.49-11.39-11.40-11.42-11.43题标轴标坐48 0 2 4 61111o55Vo(V)线性(Vo(V)
