傳感器與檢測技術實驗報告(已修改)
2025-08-02 17:34 本頁面
【正文】 “傳感器與檢測技術”實驗報告序號實驗名稱1電阻應變式傳感器實驗2電感式傳感器實驗3電容傳感器實驗學號： 913110200229姓名： 楊薛磊序號： 83 實驗一 電阻應變式傳感器實驗 （一）應變片單臂電橋性能實驗一、實驗目的：了解電阻應變片的工作原理與應用并掌握應變片測量電路。二、基本原理：電阻應變式傳感器是在彈性元件上通過特定工藝粘貼電阻應變片來組成。一種利用電阻材料的應變效應將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。此類傳感器主要是通過一定的機械裝置將被測量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由電阻應變片將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化，再通過測量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號輸出。它可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測，如力、壓力、加速度、力矩、重量等，在機械加工、計量、建筑測量等行業(yè)應用十分廣泛。三、需用器件與單元：主機箱中的177。2V～177。10V（步進可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、177。15V直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應變式傳感器實驗模板、托盤、砝碼； 4位數(shù)顯萬用表（自備）。四、實驗步驟：應變傳感器實驗模板說明：應變傳感器實驗模板由應變式雙孔懸臂梁載荷傳感器（稱重傳感器）、加熱器+5V電源輸入口、多芯插頭、應變片測量電路、差動放大器組成。實驗模板中的R1(傳感器的左下)、R2(傳感器的右下)、R3(傳感器的右上)、R4(傳感器的左上)為稱重傳感器上的應變片輸出口；沒有文字標記的5個電阻符號是空的無實體，其中4個電阻符號組成電橋模型是為電路初學者組成電橋接線方便而設；RRR7是350Ω固定電阻，是為應變片組成單臂電橋、雙臂電橋（半橋）而設的其它橋臂電阻。加熱器+5V是傳感器上的加熱器的電源輸入口，做應變片溫度影響實驗時用。多芯插頭是振動源的振動梁上的應變片輸入口，做應變片測量振動實驗時用。將托盤安裝到傳感器上，如圖1—4所示。圖1—4 傳感器托盤安裝示意圖測量應變片的阻值：當傳感器的托盤上無重物時，分別測量應變片RRRR4的阻值。在傳感器的托盤上放置10只砝碼后再分別測量RRRR4的阻值變化，分析應變片的受力情況（受拉的應變片：阻值變大，受壓的應變片：阻值變小。）。圖1—5測量應變片的阻值示意圖實驗模板中的差動放大器調(diào)零：按圖1—6示意接線，將主機箱上的電壓表量程切換開關切換到2V檔，檢查接線無誤后合上主機箱電源開關；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3合適位置(先順時針輕輕轉(zhuǎn)到底，再逆時針回轉(zhuǎn)1圈)后，再調(diào)節(jié)實驗模板放大器的調(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。圖1—6差動放在器調(diào)零接線示意圖應變片單臂電橋?qū)嶒灒宏P閉主機箱電源，按圖1—7示意圖接線，將177。2V～177。10V可調(diào)電源調(diào)節(jié)到177。4V檔。檢查接線無誤后合上主機箱電源開關，調(diào)節(jié)實驗模板上的橋路平衡電位器RW1，使主機箱電壓表顯示為零；在傳感器的托盤上依次增加放置一只20g砝碼(盡量靠近托盤的中心點放置)，讀取相應的數(shù)顯表電壓值，記下實驗數(shù)據(jù)填入表1。圖1—7應變片單臂電橋?qū)嶒灲泳€示意圖表1 應變片單臂電橋性能實驗數(shù)據(jù)重量(g)020406080100120140160180電壓(mV)04914192327323640根據(jù)表1數(shù)據(jù)作出曲線并計算系統(tǒng)靈敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV輸出電壓變化量，ΔW重量變化量）和非線性誤差δ，δ=Δm/yFS 100％式中Δm為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差：yFS滿量程輸出平均值，此處為200g。實驗完畢，關閉電源。數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)靈敏度 S＝ΔV/ΔW=非線性誤差δ=Δm/yFS 100％=％（二） 應變片半橋性能實驗一、實驗目的：了解應變片半橋（雙臂）工作特點及性能。二、基本原理：應變片基本原理參閱實驗一。應變片半橋特性實驗原理如圖2—1所示。不同應力方向的兩片應變片接入電橋作為鄰邊，輸出靈敏度提高，非線性得到改善。其橋路輸出電壓Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE 。圖2—1 應變片半橋特性實驗原理圖三、需用器件與單元：
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