金属箔式应变片全桥性能实验

实验三金属箔式应变片全桥性能实验一、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，将受力状态相同的两片应变片接入点桥对边，不同方的应接入邻边，应变片初始阻值是R1=R2=R3=R4，当其变化值R1=R2=R3=R4时，桥路输出电压UO2=KE，比半桥灵敏度又提高一倍，非线性误差进一步得到改善。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电源数、±5V电源、数字万用表。四、实验步骤1、接入模板电源±15V，检查无误后，合上主控台电源开关，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；（2）将差放的正、负输入端与地短接，Vo1输出端与数显电压表输入端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)，完毕后关闭主控台电源。2、根据图3-1接入传感器，将R1、R2、R3、R4应变片接成全桥，注意受力状态不要接错。接入桥路电源+5V，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零，保持增益不变；逐一加上砝码，将实验结果填入表3-1；进行灵敏度和非线性误差计算。图3-1应变片全桥性能实验接线图五、实验结果分析与处理1、记录数显表数值如下：表3-1：全桥测量时，输出电压与负载重量的关系：1重量（g）20406080100120140160180200电压（mV）28.058．288.4119.6150.7182.8214．22462773092、由所得数据绘出半桥电桥的传感器特性曲线如下图3-2全桥传感器特性曲线由图可知，全桥的传感器特性曲线的线性特性良好，电桥输出灵敏度很高。3、（1）计算系统灵敏度：ΔV=（58.2-28.0）+（88.4-58.2）++（309-277）/9=（309-58.2）/9=31.22mVΔW=20gS=ΔV/ΔW=1.56mV/g（2）计算非线性误差：Δm=（28.0+58.2+88.4+119.6+150.7+182.8+214.2+246+277+309）/10=167.39mVyFS=309mVδf=Δm/yFS×100%=54.2%六、思考题1、全桥测量中，当两组对边（R1、R3）电阻值相同时，即R1=R3，R2=R4,而R1R2时，是否可以组成全桥：（1）可以？（2）不可以？答：可以组成全桥电路。22、图3-2中，某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥是否需要外加电阻。图3-2应变片传感器受拉时传感器圆盘面展开图答：将这两组应变片按照两个不同方向贴在棒材上，利用两组不同的测量值即可组成一个全路电桥，不需要外加电阻。