[基础科学]金属箔式应变片半桥性能实验.docVIP

实验二 金属箔式应变片半桥性能实验 实验目的 比较半桥与单臂电桥的不同性能，并了解其特点。 基本原理 不同方向受力的两片应变片接入点桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压，比单臂电桥灵敏度提高一倍。 需用器件与单元 应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约 20g）、数显表、±15V电源数、±5V电源、数字万用表。 实验步骤 1、接入模板电源±15V，检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置；（2）将差放的正、负输入端与地短接，Vo1输出端与数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)，完毕后关闭主控台电源。 2、根据图2-1接入传感器， R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力相反（一片受拉，一片受压），接入桥路电源+5V，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。注意保持增益不变。 图2-1 应变片半桥性能实验接线图 3、在传感器托盘上放置1只砝码，读取数显表显示值，依次增加砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表2-1。 实验结果分析与处理 1、记录数显表数值如下： 表-1：测量时，输出电压与负载重量的关系：重量（g） 60 80 100 120 140 160 180 200 电压（mV） 34.8 51.5 68.4 85.4 101.6 118 135.1 151.4 167.8 2、由所得数据绘出半桥电桥的传感器特性曲线如下： 图2-2 半桥传感器特性曲线 由图可知，半桥的传感器特性曲线非线性得到了改善，电桥输出灵敏度提高。但是曲线起点不是零点，可能没有做到真正的调零。 3、（1）计算系统灵敏度： ΔV=（34.8-18.3）+（51.5-34.8）++（167.8-135.1）/9=（167.8-18.3）/9=16.61mV ΔW=20g S=ΔV/ΔW=0.831mV/g （2）计算非线性误差： Δm =（18.3+34.8+51.5+68.4+85.4+101.6+118+135.1+151.4+167.8）/10=93.23mV yFS=167.8mV δf =Δm / yFS×100%=55.6% 思考题 1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入点桥时，应放在：（1）对边？（2）邻边的位置？ 答：应放在邻边。 2、桥路测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥原理上存在非线性误差？（2）应变片应变效应是非线性的？（3）零点漂移？ 答：因为电桥原理上存在非线性误差。 2