自动检测技术第4版赖申江、马西秦文稿 实验指导书第二章第一节.doc

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1、第二章实验指导第一节金属箔式应变片实验基本原理1．应变片的工作原理导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变，其阻值也相应发生变化，这种现象称“应变效应”。设一长l，截面积s，电阻率为ρ的电属丝，其电阻为（1）当金属丝受轴向应力被拉伸时，（1）式中各变量都发生变化，其电阻相对变化为由力学中可知横向形变和纵向形变有如下关系：=-μ（μ为泊松比）因此（ε为应变）所以（K为电阻丝的应变灵敏度系数）2．应变片直流电桥测量电路应变片将机械应变转化为电阻变化后，为了显示和记录，通常将应变片组成电桥电路，将由非电量

2、引起的应变片电阻变化转换为电压或电流的变化，如图2-1所示。图中如果电桥一臂接入应变片，则为单臂工作电桥；如果两个臂接入应变片,则为双臂工作电桥；如果四个臂都接应变片则为全桥形式。若下一级电路的输入阻抗很大,则桥路的输出电压为:=设电桥为等臂电桥单臂工作时：双臂工作时：全桥工作时：实验一金属箔式应变片性能-单臂电桥（双孔悬臂梁）一．实验目的：１．了解金属箔式应变片的工作原理；２．掌握单臂电桥的工作原理。二．实验所需单元及部件：　　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、一片应变片

3、、V/F表、主副电源三．旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V档，V/F表打到2V档，差动放大器增益打到最大。四．实验步骤：1、了解所需单元及部件在实验仪上所在的位置，观察梁上应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片，上下梁的外表面各贴二片受力应变片。2、差动放大器调零：方法（以后实验不再重复介绍）：电源打到±2V，用导线将差动放大器的正（+）负（-）输入端与地端短接。将差动放大器的输出端接到V/F表的输入端Vi，开启主副电源，调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器上的调零旋钮使V/F表输

4、出为零。3、据实验电路接线，单臂实验时，R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻，R4=Rx为应变片。将直流稳压电源切换开关置±４V档，V/F表置20V档。开启主副电源，调节电桥平衡网络中的电位器W1，使桥路平衡，V/F表输出显示为零。等待数分钟后将V/F表置2V档，再调节电位器W1，使V/F表显示为零。4、在传感器托盘上放一个砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一个砝码，记下一个数据，并将数据填入下表。根据所得结果，计算系统灵敏度S=ΔV/ΔW，并作出V—W关系曲线，ΔV为电压变化率，ΔW为相应的重量

5、变化率。重量（g）电压(mV)五、注意事项１．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，便于学生组桥。２．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，适当减小差动放大器增益，此时，差动放大器不必重新调零。３．做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减少其对直流电桥的影响。六、实验报告要求１．写明实验目的、原理、器件、步骤。２．填写实验数据记录表。金属箔式应变片性能-单臂电桥（双平行梁）一、实验目的：1、解金属箔式应变片的工作原理；1、握单臂电桥的工作原理。二、

6、实验所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、V/F表、主副电源。三、旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V档，V/F表打到2V档，差动放大器增益打到最大。四、实验步骤：1、了解所需单元及部件在实验仪上所在的位置，观察梁上应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片，上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片。测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、左、右、前、后调节。2、将差动放大器调零：电源打到±2V，用导线将差动放大器的正（+）负（-）输入端与地端短接。将

7、差动放大器的输出端接到V/F表的输入端Vi，开启主副电源，调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器上的调零旋钮使V/F表输出为零。2、根据实验电路接线，单臂实验时，R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻，R4=Rx为应变片。将直流稳压电源切换开关置±４V档，V/F表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主副电源，调节电桥平衡网络中的电位器W1，使桥路平衡，V/F表输出显示为零。等待数分钟后将V/F表置2V档，再调节电位器W1，使V/F表显示为零。3、将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双

8、平行梁的自由端（与自由端的磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化），使V/F表显示最小，再调节测微头，使V/F表显示为零（细调零）。这时候测微头的刻度为零位的相应刻度。4、向下或向上旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记下V/F表显示的电压数值，然后每旋动测微头一周（即ΔX=0.5mm），记下一个数据，并将数据填入下表。位移(mm)电压(mV)5、根据所得结果，计算系统灵敏度S=ΔV/ΔX，并作出V—X关系曲线，ΔV为电压变化率，ΔX为梁的自由端变化。6、