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1、南京邮电大学 自动化 学院实 验 报 告实验名称:金属箔式应变片单臂电桥性能实验 课程名称: 传感器技术 所在专业: 测控技术与仪器 学生姓名: 宋怡静 班级学号: 5班 b09060504 任课教师: 徐国政 2011 /2012 学年第 一 学期实验一 金属箔式应变片单臂电桥性能实验一、实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为: r/r=k式中r/r为电阻丝的电阻相对变化值,k为应变灵敏系数,=l/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工
2、艺制成的应变敏感元件,用它来转换被测部位的受力大小及状态,通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化,输出电压u0=ek(e为供桥电压),对单臂电桥而言,电桥输出电压,u01=ek/4。(e为供桥电压)。 三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码(每只约20g)、数显表、15v电源、4v电源、万用表(自备)。 四、实验步骤: 1、根据图(1-1),应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的r1、r2、r3、r4标志端。加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,r1=r2=r3=r4=350,加热丝阻值约为50左右。 2、实验模板差动放大器调零,方法为
3、:接入模板电源15v(从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模板增益调节电位器rw3顺时针调节到大致中间位置,将差放的正、负输入端与地短接,输出端与主控箱面板上数显电压表输入端vi相连,调节实验模板上调零电位器rw4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2v档),完毕关闭主控箱电源。 3、参考图(1-2)接入传感器,将应变式传感器的其中一个应变片r1(即模板左上方的r1)接入电桥作为一个桥臂,它与r5、r6、r7接成直流电桥(r5、r6、r7在模块内已连接好),接好电桥调零电位器rw1,接上桥路电源4v(从主控箱引入),检查接线无误后,合上主控箱电源开关,先粗调节rw1,再细
4、调rw4使数显表显示为零。 4、在传感器托盘上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码并读取相应的数显表数值,记下实验结果填入表(1-1)。 表1-1:单臂测量时,输出电压与负载重量的关系:重量(g)20406080100120140160180200电压(mv)357101216192124265、根据表(1-1)计算系统灵敏度s:s=v/w(v为输出电压平均变化量;w重量变化量),计算非线性误差:f1=m/yfs100%,式中m为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大电压偏差量:yfs为满量程时电压输出平均值。s=v/w=(26-3)/(200-20)=0.128f1=m/yfs100%=0.2/26100%=0.77% 五、
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