20xx自動化傳感器實驗報告二金屬箔式應變片——半橋性能實驗-資料下載頁
2025-01-17 04:57本頁面
【正文】 為平均值）為輸出值與擬合直線的最大偏差：yFS 滿量程輸出平均值,此處為200g。
解：S=200/47= δf1=Δm/yFS 100％=2/200100％=1％
五、思考題
1．單臂電橋時，作為橋臂電阻應變片應選用：（1）正（受拉）應變片（2）負（受壓）應變片（3）正、負應變片均可以。
答：應選用正應變片。
六、實驗報告要求
1．記錄實驗數據，并繪制出單臂電橋時傳感器的特性曲線。
2．從理論上分析產生非線性誤差的原因。
答：產生非線性誤差的原因：電阻變化率△R/R不可能完全成線性增加。
廣東技術師范學院預習報告
學院： 自動化 專業(yè)： 自動化 姓名：實驗地點： 學號：
實驗日期：班級： 08自動化 組
別：
成
績：
組員：指導教師簽名：
實驗一 項目名稱： 金屬箔式應變片——單臂電橋性能實驗
四、 實驗目的
了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和性能。
五、 基本原理
金屬絲在外力作用下發(fā)生機械形變時，其電阻值會發(fā)生變化，這就是金屬的電阻應變效應。金屬的電阻表達式為：
R??
l
（1） S
當金屬電阻絲受到軸向拉力F作用時，將伸長?l，橫截面積相應減小?S，電阻率因晶格變化等因素的影響而改變??，故引起電阻值變化?R。對式（1）全微分，并用相對變化量來表示，則有：
?R?l?S??（2） ???RlS?
式中的?l為電阻絲的軸向應變，用?表示，常用單位??（1??=110?6）。
若徑向應變?yōu)?r
，電阻絲的縱向伸長和橫向收縮的關系用泊松比?表示為
????，因為?S=2（?），則（2）式可以寫成： （?）?R?l??????l?l（3）
?1?2?）??（1?2???k0Rl??lll
式（3）為“應變效應”的表達式。k0稱金屬電阻的靈敏系數，從式（3）可見，k0受兩個因素影響，一個是（1+2?），它是材料的幾何尺寸變化引起的，另一個是??，是
??）
材料的電阻率?隨應變引起的（稱“壓阻效應”）。對于金屬材料而言，以前者為主，則
k0?1?2?，對半導體，k0值主要是由電阻率相對變化所決定。實驗也表明，在金屬絲拉
伸比例極限內，電阻相對變化與軸向應變成比例。通常金屬絲的靈敏系數k0=2左右。
用應變片測量受力時，將應變片粘貼于被測對象表面上。在外力作用下，被測對象表面產生微小機械變形時，應變片敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應變化。通過轉換電路轉換為相應的電壓或電流的變化，根據（3）式，可以得到被測對象的應變值?，而根據應
力應變關系：
??E? （4）
式中σ——測試的應力；
E——材料彈性模量。
可以測得應力值σ。通過彈性敏感元件，將位移、力、力矩、加速度、壓力等物理量轉換為應變，因此可以用應變片測量上述各量，從而做成各種應變式傳感器。電阻應變片可分為金屬絲式應變片，金屬箔式應變片，金屬薄膜應變片。
六、 需用器件與單元
傳感器實驗箱（一）中應變式傳感器實驗單元、砝碼、智能直流電壓表（或虛擬儀表中直流電壓表）、177。15V電源、177。5V電源，傳感器調理電路掛件。 四、實驗內容與步驟
1．應變片的安裝位置如圖11所示，應變式傳感器已裝在傳感器實驗箱（一）上，傳感器中各應變片已接入模板的左上方的RRRR4，可用萬用表測量R1=R2=R3=R4=350Ω。
R4
R3
R1
R2
圖11 應變式傳感器安裝示意圖
2．把?15V直流穩(wěn)壓電源接入“傳感器調理電路”實驗掛箱，檢查無誤后，開啟實驗臺面板上的直流穩(wěn)壓電源開關，調節(jié)Rw3使之大致位于中間位置（Rw3為10圈電位器），再進行差動放大器調零，方法為：將差動放大器的正、負輸入端與地短接，輸出端Uo2接直流電壓表，調節(jié)實驗模板上調零電位器Rw4，使直流電壓表顯示為零，關閉直流穩(wěn)壓電源開關。（注意：當Rw3的位置一旦確定，就不能改變。）
圖12 應變式傳感器單臂電橋實驗接線圖
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