实验一应变片

1课程传感器原理及应用学号姓名成绩实验名称实验一单臂、半桥、全桥应变片特性实验一、实验目的：了解电阻应变片的应变效应；比较单臂、半桥、全桥应变片的灵敏度；掌握数据处理的方法。二、实验原理：图1为全桥应变片特性实验电路，平衡时，R4R2=R1R3，电压表指示为0。当应变片受力时，应变电阻的阻值将会发生变化，即：R4+R、R2+R、R3R、R1R，此时电桥不平衡，电压表有指示，将应力转换成电压。为了克服桥臂电阻不一致形成的误差，设置了W1和r的调零环节。当R1、R2为普通电阻时，实验电路为半桥应变电路，其输出电压是全桥的一半。当R1、R2、R3均为普通电阻时，实验电路为单臂应变电路，其输出电压是半桥的一半。三、实验设备：传感器实验箱1台、20克砝码10个、连接线若干。四、实验预习要求：复习教材中应变式传感器章节。五、实验步骤1、实验箱通电预热。2、将差分放大器模块的同相输入端V+和反相输入端V均接地，输出端接实4V+4V图1+电压表R1R2R3R4rW12验箱的电压表，调节“调零”电位器，使差分放大器模块输出为零。“增益”电位器顺时针调到最大后再逆时针回调半圈。3、将图1接成单臂应变电路，调节平衡电位器“W1”，使电压表指示最小。4、将10个20克的砝码依次放在应变梁托盘上，将电压表的示值填入表1。5、将图1接成半桥应变电路，调节平衡电位器“W1”，使电压表指示最小，按步骤4的要求完成表1的内容。6、按图1全桥应变电路，调节平衡电位器“W1”，使电压表指示最小，按步骤4的要求完成表1的内容。7、按表1的原始数据分别进行数据处理：（1）作应力/电压特性图；（2）计算电压灵敏度WUK，其中U为输出电压平均变化量，W为重量变化量；（3）用平均选点法拟合直线bxay，其中1212xxyyb，22xbya=11xby，而5511iiUy，5511iiWx，51062iiUy，51062iiWx。（4）计算非线性误差PSYm，其中m为输出电压值与拟合直线的最大电压偏差量；YPS为满量程时的输出电压。六、原始数据表1次数（i）12345678910重量（g）20406080100120140160180200电压mV单臂8152229364350576470半桥153749577488103120134141全桥2754801071411651952192432643七、数据处理单臂应变数据处理5511iiUy=22，5511iiWx=60，51062iiUy=56.8，51062iiWx=160。60160228.561212xxyyb=0.348，11xbya=220.34860=1.12直线方程为：iiWU348.012.1iW20406080100120140160180200iU8152229364350576470iU8152329364350576471m001000000111iiiUUU777777776非线性误差%6.18711PSYm电压灵敏度gmVWUK/35.0207U/mV706050403020100020406080100120140160180200W/g11xy、22xy、4半桥应变数据处理5511iiUy=46.4，5511iiWx=60，51062iiUy=117.2，51062iiWx=160。601604.462.1171212xxyyb=0.708，11xbya=46.40.70860=3.92直线方程为：iiWU708.092.3iW20406080100120140160180200iU153749577488103120134141iU15294357718599113127141m086033477011iiiUUU1212817141517147非线性误差%35.6151418PSYm电压灵敏度gmVWUK/70.0204.14U/mV140120100806040200020406080100120140160180200W/g11xy、22xy、5全桥应变数据处理5511iiUy=81.8，5511iiWx=60，51062iiUy=217.2，51062iiWx=160。601608.812.2171212xxyyb=1.35，11xbya=81.81.3560=0.8直线方程为：iiWU35.18.0iW20406080100120140160180200iU275480107141165195219243264iU275380106132159185211238264m0101961085011iiiUUU262726262726262726非线性误差%2.42726410PSYm电压灵敏度gmVWUK/3.1203.26U/mV28024020016012080400020406080100120140160180200W/g11xy、22xy、