传感器实验报告应变片半桥全桥

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

实验二 应变片半桥、全桥性能比较实验

一、实验目的：了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能，了解应变片全桥工作特点及性

能。

二、基本原理：应变片基本原理参阅实验一。应变片半桥特性实验原理如图2—1所示。

不同应力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，输出灵敏度提高，非线性得到改善。其桥路输出电压Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE 。应变片全桥特性实验原理如图3—1所示。应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。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Uo≈(△R／R)E＝KεE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。

图2—1 应变片半桥特性实验原理图

图2—2应变片全桥特性实验接线示意图

三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流

稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。

四、实验步骤：

1、按实验一（单臂电桥性能实验）中的步骤1和步骤3实验。

2、关闭主机箱电源，除将图1—7改成图2—2示意图接线外，其它按实验一中的步骤4实

验。读取相应的数显表电压值，填入

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

五 邑 大 学

《传感器与电测技术》

实验报告

实验时间： 2016年11月16日-17日 实验班级： 班 实验报告总份数： 4 份 实验教师：

信息工程 学院(系) 611 实验室

__交通工程_____专业 班 学号

姓名_______协作者______________ 成绩：

实验一 熟悉 IAR 集成开发环境下 C程序的编写

一．实验目的

1、 了解IAR 集成开发环境的安装。

2、 掌握在IAR 环境下程序的编辑、编译以及调试的方法。

二．实验设备

1、 装有IAR 开发环境的PC 机一台

2、 物联网开发设计平台所配备的基础实验套件一套 3、 下载器一个

三．实验要求

1、 熟悉IAR 开发环境

2、 在IAR 开发环境下编写、编译、调试一个例程 3、 实验现象 节点扩展板上的发光二极管 D9 被点亮

三、 问题与讨论

根据提供的电路原理图等资料，修改程序，点亮另一个 LED 灯 D8。（分析原理，并注释。）

先定义IO口，再初始化，最后点亮

实验二 光照

生物医学工程专业传感器实验报告

实验一、二、三 应变片单臂、半桥、全桥特性实验

一、实验原理

电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。

根据表中数据画出实验曲线后，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δ(用最小二乘法)，δ=Δm/yFS ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值，此处为200g。 四、 思考题

1、ΔR转换成ΔV输出用什么方法?

通过电阻的分压，将电阻两端的电压测量出来经过差动放大器。从而将ΔR转换成ΔV。 2、根据图4机头中应变梁结构，在振动台放置砝码后分析上、下梁片中应变片的应变方向(是拉?还是压?+压变大)。

所连接的应变片电阻中，带有符号↑是拉伸，电阻会变大；带

五 邑 大 学

《传感器与电测技术》

实验报告

实验时间： 2016年11月16日-17日 实验班级： 班 实验报告总份数： 4 份 实验教师：

信息工程 学院(系) 611 实验室

__交通工程_____专业 班 学号

姓名_______协作者______________ 成绩：

实验一 熟悉 IAR 集成开发环境下 C程序的编写

一．实验目的

1、 了解IAR 集成开发环境的安装。

2、 掌握在IAR 环境下程序的编辑、编译以及调试的方法。

二．实验设备

1、 装有IAR 开发环境的PC 机一台

2、 物联网开发设计平台所配备的基础实验套件一套 3、 下载器一个

三．实验要求

1、 熟悉IAR 开发环境

2、 在IAR 开发环境下编写、编译、调试一个例程 3、 实验现象 节点扩展板上的发光二极管 D9 被点亮

三、 问题与讨论

根据提供的电路原理图等资料，修改程序，点亮另一个 LED 灯 D8。（分析原理，并注释。）

先定义IO口，再初始化，最后点亮

实验二 光照

实验一、二、三 应变片单臂、半桥、全桥特性实验

一、实验原理

电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 二、实验结果 重量（g） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 单臂电压（mv） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 半桥电压（mv） 0 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 全桥电压（mv） 0 2 6 10 12 16 18 21 25 29 32 三、实验分析

根据表中数据画出实验曲线后，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δ(用最小二乘法)，δ=Δm/yFS ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值，此处为

传感器实验报告（二）

自动化1204班 蔡华轩 U201113712 吴昊 U201214545

实验七：

一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。

二、基本原理：利用平板电容C=εA/d 和其它结构的关系式通过相应的结

构和测量电路可以选择ε、A、d 中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度(ε变)测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多种电容传感器。

三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏

检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。 四、实验步骤：

1、按图6-4 安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上。 2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图7-1。图

7-1 电容传感器位移实验接线图

3、将电容传感器实验模板的输出端V01 与数显表单元Vi 相接(插入主控箱Vi 孔)，Rw 调节到中间位置。 4、接入±15V 电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.2mm 记下位移X 与输出电压值，填入表7-1。 X(mm) V(mv) 5、根据表7-1 数据计算电容传感器的系统灵敏度S 和非线性误差δf。

传感器原理及应用实验报

告

实验一 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， 并掌握单臂电桥工作原理和性能。

二、 基本原理:

1、 应变片的电阻应变效应

所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为 r、材料的电阻率为ρ 时，根据电阻的定义式得

R??L/A??L/(?r^2) （ 1—1）

当导体因某种原因产生应变时，其长度 L、截面积 A 和电阻率ρ 的变化为 dL、dA、 dρ相应的电阻变化为 dR。对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R 为： dR/R?dL/L?2dr/r?d?/? （1—2）

式中：dL/L 为导体的轴向应变量εL;dr/r 为导体的横向应变量εr。由材料力学得：εL= -μεr(1—3)，式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。将式（1—3）代入式（1—2）得：dR/R?(1?2?)??d?/?（1—4）式（1—4）说明电阻应变