电阻应变片实验

机械工程测试技术基础课程实验主讲：朱红瑜河南工业大学机械工程实验教学中心只有通过足够的实验操作，才能得到应有的实际动手能力培养和更好的掌握书本知识。实验内容实验一电阻应变片及电桥特性实验实验二电感传感器特性实验实验三电容传感器特性实验实验四滤波器滤波特性实验实验五虚拟仪器控制振动测试实验1、了解电阻应变片的结构。2、观察应变效应，掌握应变片的作用。3、熟悉应变片电桥的各种接法及其输出特性。实验一电阻应变片及电桥特性实验一、实验目的所需单元及部件直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、应变片、F/V表、主、副电源。旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。二、实验原理箔式应变片是最常用的测力传感元件，它相当于一种应变电阻片，当其受力发生形变时，敏感栅随同变形，电阻值也随之发生相应的变化。人们可通过测量其电阻的变化来反映受力的大小。在使用时，通常把应变片牢固地粘贴在测试体表面，当测试体受力发生形变时，箔式应变片的敏感栅随同变形，其电阻值发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号进行测量。应变电阻片的敏感珊模拟电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出电压为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，当使用一个应变片R代替一个电阻组成单桥时，电阻的相对变化率E=△R／R；使用二个应变片代替两个电阻组成半桥差动状态时，有E=2△R／R；当使用四个应变片代替四个电阻组成全桥两个差动对工作，且R1＝R2＝R3＝R4＝R时，电阻的相对变化率E=4△R／R。由此可见，使用的应变片越多，其电阻的变化率越大，电路中某两点电位差变化越大。所以，单桥，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。本实验是利用应变梁的应变量△X所引起的电位差的改变量△V来反映对应的桥路灵敏度的。计算公式为S=△V△X设备的特点是把被测体、各传感器、信号激励、处理电路集于一体，组成一个完整的测试系统。可以方便地组成数十种不同的实验，这些实验可分为三大类：静态实验、动态实验和系统实验。SET-N传感器实验箱简介传感器安装台信号源/数据采集/显示仪表处理电路单元传感器符号及引线单元实验箱主要由四部份组成：传感器安装台、信号源/数据采集/显示仪表、传感器符号及引线单元、处理电路单元。安装测微头所需单元及部件箔式应变片螺旋测微器称重圆盘所需单元及部件数显表所需单元及部件差放调零平衡调零应变片接口1--4实验电源实验电源所需单元及部件+4V--4VWD+_电压表RR3R2R1四、实验电路接数显表三种桥路的电路比较五、实验步骤1、差动放大器调零。2、根据电路图接线，调节电桥平衡。3、在传感器上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并记录这些数值。4、根据所得结果计算系统灵敏度S。5、保持放大器增益不变，将电路接成半桥电路，进行测量。6、保持放大器增益不变，将电路接成全桥电路，进行测量。7、在同一座标上描出X-Y曲线，比较三种接法的灵敏度。六、实验数据记录表格重量（g）电压(mV)七、注意事项1、按实验步骤进行，在对差动放大器调零时，要开启左下角的电源“开”，调零后关闭。2、电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。3、为确保实验过程中输出指示不溢出，可先将砝码加至最大重量，如指示溢出，适当减小差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。4、在更换应变片时应将电源关闭。5、直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应；在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。6、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作，接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向。、八、思考题1、为什么电阻应变片R1和R3或R2和R4不能作为电桥的相邻两臂构成电桥？2、为什么在应用应变片传感器时经常采用半桥或全桥形式？3、电阻应变片的灵敏度与哪些因素有关？