测控实验金属箔式应变片电桥实验报告

金属箔式应变片——单臂电桥性能实验实验报告

一、实验目的：

了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、实验仪器：

应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。 三、实验原理：

电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为

?R?k?? （1-1） R式中

?R为电阻丝电阻相对变化； Rk为应变灵敏系数； ?l??为电阻丝长度相对变化。

l金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1-1所示，

将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。

图1-1双孔悬臂梁式称

重传感器结构图

通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化，电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压

U0?E?4?R/R（1-2）

1?R1??2R1?R??100%。 2RE为电桥电源电压；

式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=?

图1-2单臂电桥面板接线图

金属箔式应变片——单臂电桥性能实验实验报告

一、实验目的：

了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、实验仪器：

应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。 三、实验原理：

电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为

?R?k?? （1-1） R式中

?R为电阻丝电阻相对变化； Rk为应变灵敏系数； ?l??为电阻丝长度相对变化。

l金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1-1所示，

将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。

图1-1双孔悬臂梁式称

重传感器结构图

通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化，电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压

U0?E?4?R/R（1-2）

1?R1??2R1?R??100%。 2RE为电桥电源电压；

式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=?

图1-2单臂电桥面板接线图

广东技术师范学院实验报告

学院： 自动化 专业： 自动化 姓名： 实验地点： 预习情况 正常 学号：

实验日期： 操作情况 正常 班级： 08自动化 组

别：

成

绩：

组员： 指导教师签名：

考勤情况 正常 数据处理情况 正常 实验一 项目名称： 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

一、 实验目的

了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

二、 基本原理

金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。金属的电阻表达式为：

R??l （1） S当金属电阻丝受到轴向拉力F作用时，将伸长?l，横截面积相应减小?S，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变??，故引起电阻值变化?R。对式（1）全微分，并用相对变化量来表示，则有：

?R?l?S?? （2） ???RlS?式中的?l为电阻丝的轴向应变，用?表示，常用单位??（1??=1×10?6mmlmm）。

若径向应变为?rr，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比?表示为

?r???，因为?S=2（?r），则（2）式可以写成

广东技术师范学院实验报告

学院： 自动化 专业： 自动化 姓名： 实验地点： 预习情况 正常 学号：

实验日期： 操作情况 正常 班级： 08自动化 组

别：

成

绩：

组员： 指导教师签名：

考勤情况 正常 数据处理情况 正常 实验一 项目名称： 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

一、 实验目的

了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

二、 基本原理

金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。金属的电阻表达式为：

R??l （1） S当金属电阻丝受到轴向拉力F作用时，将伸长?l，横截面积相应减小?S，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变??，故引起电阻值变化?R。对式（1）全微分，并用相对变化量来表示，则有：

?R?l?S?? （2） ???RlS?式中的?l为电阻丝的轴向应变，用?表示，常用单位??（1??=1×10?6mmlmm）。

若径向应变为?rr，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比?表示为

?r???，因为?S=2（?r），则（2）式可以写成

北京XX大学

实验报告

课程（项目）名称：金属箔式应变片性能—半桥、全桥单

臂电桥

学 院： 自动化 专 业： 自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 成 绩：

2013年12月10日

实验一

一、任务与目的

了解金属箔式应变片，差动半桥的工作原理和工作情况。

二、原理（条件）

金属箔式应变片是一种敏感器件，当它在外力作用下发生机械变形时，其电阻丝阻值发生变化，这就是电阻应变效应，通过它将被测部位的受力状态变化转化为阻止的变化。再通过电桥可以把电阻的变化转化为电压的变化，从而其输出反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压

。半桥测量电路中，不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电

桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uo＝EKε／2。

三、内容与步骤

（1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，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、前、后、左、右调节。 （2）将差动放大器调零：用连线将差动放大

篇一：自动化传感器实验报告三__金属箔式应变片——全桥性能实验

一、实验目的

了解全桥测量电路的原理及优点。 二、基本原理

全桥测量电路中，将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压U03＝KE?。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到明显改善。 三、需用器件和单元

传感器实验箱（一）中应变式传感器实验单元，传感器调理电路挂件、砝码、智能直流电压表（或虚拟直流电压表）、±15V电源、±5V电源。 四、实验内容与步骤

1．根据图3-1接线，实验方法与实验二相同。将实验结果填入表3-1；进行灵敏度和非线性误差计算。

全桥时传感器的特性曲线

图3-1 应变式传感器全桥实验接线图

五、实验注意事项

1．不要在砝码盘上放置超过1kg的物体，否则容易损坏传感器。 2．电桥的电压为±5V，绝不可错接成±15V。 六、思考题

1．全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）值R相同时，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以。

图3-2 应变式传感器受拉时传感器周面展开图

答：不可以。

2．某工程技术人员在进行材料拉力测试时在

大连理工大学

大 学 物 理 实 验 报 告

院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2009 年 03 月 06 日，第 二 周，星期 五 第 5-6 节

教师签字 成 绩

实验名称 电阻应变式传感器

教师评语

实验目的与要求：

1. 学习电阻应变式传感器的基本原理、 结构、 特性和使用方法 2. 测量比较几种应变式转换电路的输出特性和灵敏度 3. 了解温度变化对应变测试系统的影响和温度补偿方法

主要仪器设备：

CSY10A型传感器系统实验仪

实验原理和内容： 1. 应变效应

导体或半导体在外力的作用下发生机械变形时， 其阻值也会发生相应的变化， 成为应变效应。 电阻应变片的工作原理即是基于这种效应， 将本身受力形变时发生的阻值

电桥的原理和应用 ――交流电桥的原理及应用

电桥是一种用比较法测量的仪量，即将未知量跟已知量相比较进行测量，它具有较高的灵敏度和准确度。利用电桥平衡原理构成的电测仪器，不仅可以测电阻，也可以测电容、电感，并可通过这些物理量的测量来间接测量非电学量，例如温度、压力等，因此电桥电路在自动化仪表和自动控制中有着广泛的应用。

电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。电桥电路不仅可以使用直流电源，而且可以使用交流电源，故有直流电桥和交流电桥之分。

交流电桥在电子测量中占有重要的地位，主要用于测量交流等效电阻及时间常数，电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电气参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。

常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单臂电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。

【实验目的】

1．掌握交流电桥的工作原理；

2．了解交流桥路的特点和调节平衡的方法； 3．学会使用交流电桥测量电容及其损耗因数D； 4．学会使用交流电桥测量电感及

阜阳师范学院 大学物理实验报告

学院 3 班 学号 姓名 郑斌 实验日期 教师签字 成绩

【实验名称】 惠斯通电桥测电阻 【实验目的】

（1）掌握惠斯通电桥的基本原理。

（2）学会自组惠斯通电桥测电阻，掌握QJ23型箱式电桥的使用方法。 （3）了解直流电桥的灵敏度及影响它的因素，平衡电桥测量电阻的误差来源。

【实验仪器】

ZX21电阻箱、检流计（或数字电压表）、QJ23型箱式电桥、滑线变阻器、待测

电阻、保护电阻、直流稳压电源、导线、开关等。

【实验原理】

（1） 惠斯通电桥原理

惠斯通电桥就是一种直流单臂电桥，适用于测中值电阻，其原理电路如图7-4所示。若调节电阻到合适阻值时，可使检流计G中无电流流过，即B、D两点的电位相等，这时称为“电桥平衡”。电桥平衡，检流计中无电流通过，相当于无BD这一支路，故电源E与电阻R1、Rx可看成一分压电路；电源和电阻R2、RS可看成另一分压电路。若以C点为参考，则D点的电位VD与B点的电位VB分别为

V B

交流电桥 实验报告

一、实验目的与实验仪器

1.实验目的

（1）了解交流电桥工作原理；

（2）掌握使用交流电桥测定实际电容和电感的方法。

2.实验仪器

测微电极系统。晶体管毫伏表，电阻箱，标准电容，待测固体电介质样品，温度计，油浴锅，待测磁芯线圈等。

二、实验原理

1.交流电桥及其平衡条件

在交流电路中，我们一般把通过某段电路的电压和电流用复数形式表示，即

= , =

当电路中含有电容和电感时， ≠ ，此时有

=

=

=

= Z 表示，Z = ，Z称为阻抗，φ为阻抗角。 式中 为复阻抗，用

在含有电阻元件、电感元件和电容元件的电路中，复阻抗表示为Z = R + i(XL+XC)， 其中XL=ωL表示感抗，XC= -表示容抗。

ω 交流电桥如右图所示，与直流电桥不同的是四个桥臂元件不一定是电阻，而是电阻、电感和电容任意组成的复阻抗。

A= B，即电位的幅度 交流电桥平衡的条件是桥路两端点A、B任一瞬间电位相等，即

1表示，DB和BC中电流也相等，以 2表和相位均相等，此时DA与AC中电