重量电压五、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电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在非线性（2）应变片应变效应是非线性的（3）调零值不是真正为零。实验三、金属式应变片一全桥性能实验一、实验目的：了解全桥测量电路的优点。二、基本原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：Ri=R2=R;=R4，其变化值△Ri=△R2=△R3=△R4时，其桥路输出电压Uo3=KEe。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改善。三、需用器件和单元：同实验一四、实验步骤：1、传感器安装同实验一。2、根据图1一4接线，实验方法与实验二相同。将实验结果填入表1一3；进行灵敏度和非线接主控箱接主控箱接数显表性误差计算O电源输出电源输出V地加热器R2RR3R4GEOGOGOGR11IC1-15v+15vC-414VRRR16R18R9RwEORbLIcaIC4RR10.Vo1Vo2R5R17CR15R19R14ReR1RJRRw4+EYERwieRwQ应变传感器实验模板ORw2RWJRW3RW41-4全桥性能实验接线图6
6 重量 电压 五、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电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。 2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在非线性（2）应 变片应变效应是非线性的（3）调零值不是真正为零。 实验三 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优点。 二、基本原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两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＝KEε。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改善。 三、需用器件和单元：同实验一 四、实验步骤： 1、传感器安装同实验一。 2、根据图 1－4 接线，实验方法与实验二相同。将实验结果填入表 1－3；进行灵敏度和非线 性误差计算。 1－4 全桥性能实验接线图
表1-3全桥输出电压与加负载重量值重量电压五、思考题：1、全桥测量中，当两组对边（Ri、R为对边）电阻值R相同时，即Ri=R3，R2=R4，而Ri≠R时，是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以。2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻。KR3R1R1R3R4R2R2R4FF图1一5应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图
7 表 1－3 全桥输出电压与加负载重量值 重量 电压 五、思考题： 1、全桥测量中，当两组对边（R1、R3 为对边）电阻值 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。 2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片 组成电桥，是否需要外加电阻。 图 1－5 应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图 R3 R1 R4 R2 R3 R4 R1 R2 F F F F
实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较一、实验目的：比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。二、实验步骤：根据实验一、二、三所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性度，从理论上进行分析比较。阐述理由（注意：实验一、二、三中的放大器增益必须相同）。实验五金属箔式应变片-温度影响实验一、实验目的：了解温度对应变片测试系统的影响。二、基本原理：电阻应变片的温度影响，主要来自两个方面。敏感栅丝的温度系数，应变栅的线膨胀系数与弹性体（或被测试件）的线膨胀系数不一致会产生附加应变。因此当温度变化时，在被测体受力状态不变时，输出会有变化。三、需用器件与单元：应变传感器实验模板、数显表单元、直流源、加热器（已贴在应变片底部）四、实验步骤：1、保持实验四的实验结果。2、放200g码加于码盘上，在数显表上读取某一整数值Uo1。3、将5V直流稳压电源接于实验模板的加热器插孔上，数分钟后待数显表电压显示基本稳定后，记下读数Uot,Uot-Uoi即为温度变化的影响。计算这一温度变化产生的相对误差Uot -Uol ×100%8=Uot五、思考题00
8 实验四 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 一、实验目的：比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。 二、实验步骤：根据实验一、二、三所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性度，从理论 上进行分析比较。阐述理由（注意：实验一、二、三中的放大器增益必须相同）。 实验五 金属箔式应变片-温度影响实验 一、实验目的：了解温度对应变片测试系统的影响。 二、基本原理：电阻应变片的温度影响，主要来自两个方面。敏感栅丝的温度系数，应变栅的线 膨胀系数与弹性体（或被测试件）的线膨胀系数不一致会产生附加应变。因此当温度变化时，在被 测体受力状态不变时，输出会有变化。 三、需用器件与单元：应变传感器实验模板、数显表单元、直流源、加热器（已贴在应变片底部） 四、实验步骤： 1、保持实验四的实验结果。 2、放 200g 砝码加于砝码盘上，在数显表上读取某一整数值 UO1。 3、将 5V 直流稳压电源接于实验模板的加热器插孔上，数分钟后待数显表电压显示基本稳定 后，记下读数 Uot ,Uot-U01 即为温度变化的影响。计算这一温度变化产生的相对误差 五、思考题 100% U U U ot ot o1 − =
1、金属箔式应变片温度影响有哪些消除方法？2、应变式传感器可否用于测量温度？实验六直流全桥的应用一电子秤实验一、实验目的：了解应变直流全桥的应用及电路的标定。二、基本原理：电子秤实验原理为实验三，全桥测量原理，通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、码四、实验步骤：1、按实验一中2的步骤，将差动放大器调零，按图1一4全桥接线，合上主控台电源开关，调节电桥平衡电位Rw1，使数显表显示0.00V。2、将10只码全部置于传感器的托盘上，调节电位器Rw3（增益即满量程调节）使数显表显示为0.200V(2V档测量）或一0.200V。3、拿去托盘上的所有码，调节电位器Rw4（零位调节）使数显表显示为0.0000V。4、重复2、3步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲V改为重量纲g，就可以称重。成为一台原始的电子秤。5、把码依次放在托盘上，填入下表1一4。重量(g)电压(mv)6、根据上表，计算误差与非线性误差
9 1、金属箔式应变片温度影响有哪些消除方法？ 2、应变式传感器可否用于测量温度？ 实验六 直流全桥的应用―电子秤实验 一、实验目的：了解应变直流全桥的应用及电路的标定。 二、基本原理：电子秤实验原理为实验三，全桥测量原理，通过对电路调节使电路输出的电压值 为重量对应值，电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。 三、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 四、实验步骤： 1、按实验一中 2 的步骤，将差动放大器调零，按图 1－4 全桥接线，合上主控台电源开关，调 节电桥平衡电位 RW1，使数显表显示 0.00V。 2、将 10 只砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器 RW3（增益即满量程调节）使数显表显 示为 0.200V(2V 档测量)或－0.200V。 3、拿去托盘上的所有砝码，调节电位器 R W4（零位调节）使数显表显示为 0.0000V。 4、重复 2、3 步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲 V 改为重量纲 g，就可以称重。 成为一台原始的电子秤。 5、把砝码依次放在托盘上，填入下表 1－4。 重量（g） 电压(mv) 6、根据上表，计算误差与非线性误差
实验七交流全桥的应用一振动测量实验一、实验目的：了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。二、基本原理：对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器或用交流电压表读得。三、需用器件与单元：音频振荡器、低频振荡器、万用表（自备）、应变式传感器实验模板、相敏检波器模板、双综示波器、振动源。四、实验步骤：1、模块上的传感器不用，改为振动梁的应变片，即台面上的应变输出。2、将台面三源板上的应变插座用连接线插入应变传感器实验模板上。因振动梁上的四片应变片已组成全桥，引出线为四芯线，因此可直接接入实验模板面上已联成电桥的四个插孔上。接线时应注意连接线上每个插头的意义，对角线的阻值为350Q，若二组对角线阻值均为350Q则接法正确（万用表测量）。3、根据图1一8，接好交流电桥调平衡电路及系统，R8、Rwl、C、Rw2为交流电桥调平衡网络。检查接线无误后，合上主控台电源开关，将音频振荡器的频率调节到1KHz左右，幅度调节到10Vp-p（频率可用数显表Fin监测，幅度用示波器监测）10
10 实验七 交流全桥的应用―振动测量实验 一、实验目的：了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。 二、基本原理：对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显 示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器或用 交流电压表读得。 三、需用器件与单元：音频振荡器、低频振荡器、万用表（自备）、应变式传感器实验模板、相敏 检波器模板、双综示波器、振动源。 四、实验步骤： 1、模块上的传感器不用，改为振动梁的应变片，即台面上的应变输出。 2、将台面三源板上的应变插座用连接线插入应变传感器实验模板上。因振动梁上的四片应变片已 组成全桥，引出线为四芯线，因此可直接接入实验模板面上已联成电桥的四个插孔上。接线时 应注意连接线上每个插头的意义，对角线的阻值为 350Ω，若二组对角线阻值均为 350Ω则接 法正确（万用表测量）。 3、根据图 1－8，接好交流电桥调平衡电路及系统，R8、Rw1、C、Rw2 为交流电桥调平衡网络。检 查接线无误后，合上主控台电源开关，将音频振荡器的频率调节到 1KHz 左右，幅度调节到 10Vp-p（频率可用数显表 Fin 监测，幅度用示波器监测）