实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验

实验一 电阻式传感器的单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本机构与使用方法2、掌握电阻式应变式传感器放大电路的调试方法3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架三、实验原理及电路1、电阻丝在外力作用下发生形变时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为： R/R=K刀， R为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，刀为电阻丝长度的相对变化量L/L.通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。2、电阻应变式传感如图1-1所示。传感器的主要部分是上、下两个悬臂梁，四个电阻应变篇贴在梁的根部，可组成单臂、单桥与全桥电路，最大测量范围为正负3mm。1 外壳测杆电阻应变片等截面悬臂梁5面板接图1-1电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图阻应变式片，输出电压 Uo=EK刀,1-2所示，图中 R1、R2、R3为固定, E为电桥转换系数。R为电四、实验步骤1、固顶好位移台架，将电阻应变式传感器至于位移台架上，调节测微器使其指示15mm左右。将测微器装入位移台架上部的开口处，旋转测微器测杆使其与电阻 应变式传感器的测杆适度旋紧，然后调节两个滚花螺母使电阻应变式传感上的两 个悬梁处于水平状态，两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。2、将试验箱（试验台内部已连接）面板上的正负15V和地端，用导线接到差动放大器上；将放大器放大倍数电位器RP1旋钮（试验台为增益旋钮）逆时针旋到终端3、用导线将差动放大器的正负数入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；按下面板上电压量程转换开关的20V挡按键（试验台为电压量程拨到20V档）；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RP2旋钮，使电压表指示向零趋近，然后换到2v量程，旋动调零继电器RP2旋钮使电压表指示为零；此后调零继电器RP2旋钮不再调节，根据试验适当调节增益电位器RP1。4、按图1-2接线R1、R2、R3 （电阻传感器部分固定电阻）与一个的应变片构成单臂电桥形式。5、调节平衡电位器 RP,使数字电压表指示接近于零，然后旋动测微器使电压表指示为零，此时测微器的读数视为系统零位。分别上旋和下旋测微器，每次0.4mm,上下各2mm，将位移量 X和对应的输出电压值 Uo记入表中。表1-1X ( mm)-2.0-1.6-1.2-0.8-0.400.40.81.21.62.0Uo( mV)-0.034-0.026-0.021-0.016-0.01100.0020.0070.0120.0120.09五、实验报告1、根据表1-1中的实验数据，画出输入/输出特性曲线 Uo=f（X ）如下:0 10 060 060 040.50 0200.02-0.04X (nun) lb CmVJ2.5 123456?91011 X Cmm)21.6-1.2-Q.80.400.4o.a121.62tUd ImV)1!0.034-0.0260.021-&.01G-0.01100.002O.A070.0120.012o.os22、不能。输入电压的大小取决于电阻丝的长度3、(1)因为电阻应变式传感为非线性系统，其输入、输出关系均为非线性，他们都将导 致测量结果的非线性误差(2)仪器不精准，部分电路接触不良六、实验结果分析受环境的影响，实验过程中会产生误差。通过改实验使动手能力增强，并且能够分析误差产生和各种问题的原因。