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文本内容:
实验一金属箔式应变片性能实验——单臂、半桥、全桥电路性能比较测控091200900304037黄健华
一、实验目的1.观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式2.测试应变梁形变的应变输出3.比较各种桥路的性能(灵敏度)
二、实验原理应变片是最常用的测力传感元件,当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化通过测量电路,转换成电__输出显示电桥电路是最常见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,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R
1、R
2、R
3、R4中,电阻的相对变化率分别为,当使用一个应变片时,;当二个应变片组成差动状态工作,则有;用四个应变片组成二个差动对工作,且根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4•E•ΣR,电桥灵敏度,于是对应于单臂、半桥、全桥的电压灵敏度分别为1/4E、1/2E和E由此可知,当E和电阻相对变化一定时,电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关,单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大
三、实验所需部件直流稳压电源(档)、电桥、差动放大器、金属箔式应变片、测微头、电压表
四、实验接线图
五、实验步骤
1、调零开启仪器电源,差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底),“+,-”输入端用实验线对地短路输出端接数字电压表,用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零,然后拔掉实验线调零后电位器位置不要变化如需使用毫伏表,则将毫伏表输入端对地短路,调整“调零”电位器,使指针居“零”位拔掉短路线,指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况调零后关闭仪器电源
2、按图
(1)将实验部件用实验线连接成测试桥路,单臂桥路中R
2、R
3、R4和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器,R1为应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)直流激励电源为±4V;半桥桥路中R1和R2为箔式应变片,R
3、R4仍为固定电阻;全桥桥路中R
1、R
2、R
3、R4全部使用箔式应变片在接半桥、全桥桥路时应特别注意其应变片的受力方向,一定要接成差动形式
3、调节测微头,使悬臂梁处于基本水平状态
4、确认接线无误后开启仪器电源,并预热数分钟
5、调整电桥电位器WD,使测试系统输出为零
6、旋动测微头,带动悬臂梁分别作向上和向下的运动,以水平状态下输出电压为零,向上和向下__各5mm,测微头每__
0.5mm记录一个差动放大器输出电压值,并列表根据表中所测数据计算灵敏度S,S=△V/△X,并在一个坐标图上做出V-X关系曲线比较三种桥路的灵敏度,并作出定性的结论位移mm
0.
50.
10.
150.
20.
250.
30.
350.
40.
450.5电压V(单臂)
0.
040.
080.
120.
150.
20.
230.
270.
320.
380.4电压(全桥)
0.
180.
320.
470.
620.
80.
941.
101.
271.
441.62位移mm-
0.5-
0.1-
0.15-
0.2-
0.25-
0.3-
0.35-
0.4-
0.45-
0.5电压(单臂)-
0.03-
0.09-
0.12-
0.14-
0.21-
0.22-
0.26-
0.33-
0.37-
0.41电压(全桥)-
0.14-
0.32-
0.47-
0.65-
0.82-
0.99-
1.10-
1.27-
1.44-
1.62
六、注意事项1.稳压电源不要对地短路2.直流激励电压不能过大,以免造成应变片自热损坏3.由于进行位移测量时测微头要从零―→正的最大值,又回复到零,再从零+→负的最大值,因此容易造成零点偏移,计算灵敏度时可将正ΔX的灵敏度分开计算,再求平均值。