应变式测力传感器与非平衡电桥.DOCVIP

WS- YPD 应变式非平衡电桥实验仪 仪器使用说明书 四川师范大学物理实验中心 中国科学院成都中科唯实仪器有限公司 厂 址：成都市高新区起步园科园南一路七号 电 话：（028829 传真 邮编：610041 E-mail ：sales@ 实验装置简介 仪器组成和特点 应变式非平衡电桥实验仪如下图所示 应变式非平衡电桥实验仪主要由测力传感器、运算放大器、零点调节电路、比例调节电路、电桥电源调节电路、稳压电源及实验控制面板等组成。 测力传感器如图1所示，应变测力传感器弹性体为 S型双弯曲梁，四个应变片分别粘贴在梁的上、下两表 面上，每个应变片的电阻约为1000(，应变片端点引线 直接接到实验控制面板上，使用时实验者可根据不同的 实验内容，作不同的连接。 2．控制操作板面 实验控制面板如图2所示，图中1为电桥电压输出显示器，用4 1/2位 显示器做成，用以显示实验时应变电桥输出信号大小或作电子秤实验时显示待测物质量大小；2是电桥显示器信号输入插座，被测信号从此处输入；3是显示输出转换开关，当开关拨向左侧时显示读数为mV，读数精度为0.01mV；当开关拨向右侧时显示器小数点消失，作电子秤实验时读数单位为克，读数精度为1克；4是电桥电源调节旋钮 ，输入到电桥的电压大小可在4-9V之间连续变化，内部用精密可调集成稳压器制成；5是电桥电源输出插座红色为正极；6是电桥工作电压大小显示；R1~R4分别是传感器4个应变片电阻，其接线插座是7；R02~R04是阻值与应变片电阻值相同的金属膜电阻，根据不同的实验内容由实验者自主连接时选用，接线插座是8；RW01是电桥电路零点调节电位器其接插座是9，10是电桥零点电位器调节旋钮；11是比例运算放大器输入接线插座，12是屏蔽接地插座；13是比例运算放大器输出接线插座；14是放大器放大比例调节旋钮；15是放大器零点调节旋钮；16是电源开关。仪器采用这种设计其主要目的是让学生在实验过程中有更多的动手操作练习的机会和主观能动性，以增强学生的实践能力和创新能力。 使用操作方法： （1）单应变片实验：按图3或类似图3的电路组成单应变片输出特性实验线路，即用电阻应变片R1、R2、R3、R4中的任何一片与R02、R03、R04及RW组成类似如图7所示电路，将显示器输入插座中间的转换开关倒向“mV”一側，此时显示器显示的读数单位为mV。 （2）调节图2中的旋钮4使电桥工作电源为5V左右保持不变，调节旋钮10使显示器1读数即U0值为零或接近零，并记录读数。每次加砝码（W）0.5Kg从零一直加到5Kg，测量相应的输出U0值，并作U0~W图线。 （3）半桥差动实验：按图4的电路组成半桥差动应变片输出特性实验线路；并按第（2）条的要求测量并作U0半~W图线。 （4）全桥差动实验：按图5的电路组成全桥差动应变片输出特性实验线路；并按第（2）条的要求测量并作U0半~W图线。 （5）计算：在W相同的情况下U0， U0半， U0全的关系式。（即U0/ U0全是否等于1/4 ；U0半/ U0全是否等于 1/2；U0~W图线的线性怎么样？） （6）保持W为某值不变，让（4）中的电源改变，使输入电源电压从4伏开始，每次改变0.5伏直到9伏，测量相应的输出电压U0全的值并作U0全~U图线。 （7）将内容（4）中的输出信号接到‘运放输入’端插座11内，将放大后的信号从‘运放输出’端插座13取出接到显示器输入插座2内并将插座中间的转换开关3倒向‘克’一側。当载物台上未放重物时，调节运放输入一側的‘零点’调节电位器旋钮15使显示器读数为零(当电路同时接入RW时，零点调节可与旋钮配合调节)；此时如果将标准砝码放于载物台上（砝码总重量为5000克或6000克）再调节运放输出一側的‘放大’ 调节电位器旋纽14使显示器读数等于所放砝码总量，则此时所连接的电路已构成一具有称重功能并经校准的电子秤。该秤最大称量6000克，最小显示1克。在实验中为了检测该秤的准确性，可以同时用物理天平称一物进行比较，实验证明该电子秤具有很好的可靠性和准确性。 注意：由于传感器输出信号很小，容易受到外部人体感应信号和杂散电磁场的影响，所以其信号输出线（即与显示器相接或与运算放大器相接的U0线端）必须用屏蔽线，且将屏蔽线头接入图1中的插座12内。 U 图3 图4 图5 二．技术指标 1．电桥输出显示器为4 1/2位液晶显示器，可测量最大值199.99mV，测量最小值0.01mV，测量误差小于(0.03mV；可单独作为直流电压表使用。 2．电桥电源显示器为4