【正文】 力器簡圖本實驗采用螺旋加力器配合標準測力儀進行標定的方法，圖6所示為壓力傳感器標定方法簡圖。扭動旋壓力器，向下壓測力儀，此時被標定測力儀上有一個輸出。相應標準測力儀上也有一個輸出，此輸出已經(jīng)標定過，故可查得此時作用于待標定測力儀上之力值，有了力值和輸出即可求得待標定測力儀的輸出與辦值的比例關系——即靈敏度。在螺旋加力器，測力儀、標準測力儀中間旋轉鋼球是使加力時只傳遞軸向力而不傳遞扭力的作用。測力儀加力范圍：測力儀靜態(tài)標定時按測力儀的設計額定載荷選好加力等級，然后逐級加載記錄讀數(shù)，直到測力儀設計載荷的110%；然后逐級卸載并記錄讀數(shù)，直至全部卸完為止。如此反復進行35次，取其平均值然后進行處理得到測力儀的靜態(tài)性能指標（線性、靈敏度、滯差）。側力儀標定所用儀器簡介：本實驗使用的儀器為YJ5和YJD1型應變儀。下面介紹它們的用法：（用于測力時）圖7 YJ5靜態(tài)應變儀連接圖YJ5用法1）準備工作：在未接電源前先檢查表頭微調盤、中調盤、大調盤是否都在零點，如果不在零點則調整到零點。（1）將被標定測力儀和標準測力儀在分別接在預調平衡箱中的一、二兩通道（可任意接），接線時把供橋接在AC接線柱（電橋中兩對角可任意選擇，一對角的連線為供橋，另一對角連線則為輸出）。（2）接通儀器電源。2）開電源開關，在“BD”短路上，預熱一分鐘，轉動微調盤看平衡表指針是否有偏轉，如有偏轉說明儀器能正常工作。3）將預調箱選點開關打到1位置，接通被標定測力儀。把預調箱選點開關打到“容”，調整應變儀上“電容平衡”電位器，使表頭指示數(shù)最小，開關打到“阻”，調到應變儀上“電阻平衡”電位器，使表頭指示最小，重復上述過程，使應變儀上的開關指容時，電表指針接近零拉，指“阻”時電表指針指零此時表明電橋的阻容達到平衡，最后將開關放在“阻”上。4）把預調箱選點開關打到2位置，校準標準測力儀的“阻”“容”平衡，最后將開關放在“阻”上。至此儀順的調整工作全部完成（注意此時應變儀的靈敏度應選得與標準測力儀的靈敏度相等）。下面即進行測力儀的標定工作。以標定測力你的——應變?yōu)闃藴?，逐級進行加載，在逐級上載過程中，不斷改變選點開關位置對應的被標定測力儀應變值，直至額定載荷的110%為止。其過程如下：選點開關打到2（標準測力儀電橋接通），旋動示數(shù)盤使達預選應變值，此時表頭偏轉，加載使表頭指針回到零（說明此時已達到選定載荷）。然后把開關打到1（被標準測力儀電橋接通），此時再調整示數(shù)盤，使表頭對零，則此時示數(shù)盤值即為標準測力儀選定載荷下的輸出應變值，記錄下此應變值，然后把選點開關又打到2，作第二級加載，……直到額定負載的110%。然后再按上順序逐級卸載至零負載。同樣記錄下各級載荷下的應變值。（注意：無論加載卸載都不能反復，應保證加載時就是純加載，卸載就是純卸載），重復上述過程35次，記下全部數(shù)據(jù)。留待數(shù)據(jù)處理（注意記錄下應變儀所用靈敏度）。YJD1用法1）將電源接通，將選擇開關旋至A、B處檢查A、B電壓值是否正常，開關打到“0”有頭對零，開關打到“A”，表頭指針應在A位紅格內，開關打到“B”，表頭應在B位紅格內；2）按YJ5所用的方法分別將兩電橋的阻、容調平衡。3）待調整好后開關打到“靜”，按上述方法進行測量。5．測力儀數(shù)據(jù)處理及其性能討論：將測得數(shù)據(jù)作表格填好，表格自行設計但應包括：應變儀靈敏度、負載大小、各次測量值，加載卸載時相同負載下的平均值等等。然后參照書中有關測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性章節(jié)的內容，在直角坐標中作出標定曲線，用來確定該測力儀的非線性度，靈敏度和滯帶。最后作出測力儀標定實驗報告。實驗八 位移傳感器的設計及位移測試系統(tǒng)的標定 傳感器是一種測量裝置，用來把有關的物理量轉變成具有確定對應關系的電量輸出，以滿足對于信息的記錄、顯示、傳輸、存儲、處理以及控制的要求。傳感器是實現(xiàn)自動測量與控制的第一個環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)實踐和科學研究的各個領域中發(fā)揮著十分重要的作用。本實驗要進行分析、設計、制作的雙懸臂梁式位移傳感器（引伸計）是一種測量小位移的裝置，它利用電阻應變計作為敏感元件，利用鈦合金微梁作為彈性元件，并利用電橋作為基本測量電路，利用靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀作為放大與輸出儀器，它們與記錄儀器共同組成位移測試系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對靜態(tài)小位移的測量。一、實驗目的學習并掌握雙懸臂梁式位移傳感器的結構、原理和設計方法。理解并掌握位移測試系統(tǒng)的標定方法，學會相關儀器的使用方法。學會電阻應變計的篩選、粘貼、焊接、檢驗等操作方法。二、實驗設備、儀器、工具、材料靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀YJ28AP10R標定器、計算器（自備）、數(shù)字式萬用表、游標卡尺、電烙鐵、手鉗等彈性元件（鈦合金微梁）、固定塊、螺釘、螺母等電阻應變計、引出板、導線、502膠、丙酮、焊錫、砂紙等圖 雙懸臂梁式位移傳感器的結構三、實驗原理簡介 如圖所示，引伸計的彈性元件由兩個鈦合金微型懸臂梁組成，利用粘貼在懸臂梁上的電阻應變計作為敏感元件，當兩個刀口之間發(fā)生相對位移時，懸臂梁隨之變形，電阻應變計產(chǎn)生的電阻改變量通過電橋和靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀轉變?yōu)橄嚓P的電信號顯示或者輸出、記錄。引伸計、電橋、電阻應變儀、記錄儀器共同組成靜態(tài)位移測試系統(tǒng)。根據(jù)待測位移量的特點和量程，需要對引伸計進行理論設計，包括選材、幾何與尺寸設計、強度與變形的分析與計算等，設計工作之后是引伸計的制作過程以及測試系統(tǒng)組合工作。在能夠進行實際位移的測量之前，一項重要的工作是確定位移量與系統(tǒng)輸出電量的比例關系（靈敏度），這個過程就是系統(tǒng)的標定。通過標定，還可以獲得系統(tǒng)的線性度、測試誤差等重要參數(shù)，以判定測試系統(tǒng)的品質。四、實驗步驟理論分析與設計：（1）首先根據(jù)鈦合金微梁的強度條件確定微梁的許可載荷，再根據(jù)許可載荷計算引伸計可以測量的最大位移值。已知鈦合金的許用應力[]=400MPa，彈性模量=100GPa。（2）根據(jù)測量的鈦合金微梁的尺寸，選定貼片的位置、數(shù)量與接橋方案?？晒┻x擇的接橋方案有：單梁單臂、單梁半橋、雙梁半橋、雙梁全橋等。（3）根據(jù)選定的接橋方案，計算該位移測試系統(tǒng)的靈敏度，即對應于某個位移值的輸出電壓與該位移的比值（V/mm）。已知靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀的線性輸出為10V/20000。位移傳感器的制作與測試系統(tǒng)的組合：（1）對電阻應變計的進行篩選，清理微梁表面、粘貼應變計后，進行引線焊接、短路檢驗等操作，并裝配引伸計。（2）將引伸計與電阻應變儀按選定的接橋方案進行連接，組成測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)的標定（1）將引伸計安裝在標定器的刀口上，設定標定器測微尺的零點，將數(shù)字電阻應變儀調零。（2）轉動測微尺，（）的位移，直到總位移達到1 mm（或者2mm）。記下電阻應變儀上對應于每次位移的度數(shù)。五、試驗結果整理寫出理論分析與設計的過程與結果，并對各種接橋方案進行比較、討論。對標定數(shù)據(jù)列表并進行一元線性回歸分析（參見附錄一），求出測試系統(tǒng)實際的靈敏度（V/mm）、在標定范圍內的線性度（相關系數(shù)）以及剩余標準差。在坐標紙上畫出標定數(shù)據(jù)和回歸直線，標出刻度。比較測試系統(tǒng)靈敏度的實際值與理論值，簡要討論差別產(chǎn)生的主要影響因素。六、預習與思考復習材料力學中關于懸臂梁的強度與變形計算的內容。復習靜態(tài)電阻應變測試技術的有關內容。進行理論分析中第一步的目的是什麼？如果要設計一個簡易的應變計式拉力或者壓力傳感器，應當如何著手？自選實驗本實驗室除以上所使用的應變測試、噪音傳感器、壓電式加速度傳感器外，還擁有應變式加速度傳感器、光電式位置傳感器、霍爾傳感器、測力傳感器、電渦流位移傳感器等等，可進行各種機械信號測量。對于以上已介紹的實驗內容外，同學們可根據(jù)自己興趣進行設計實驗內容及環(huán)節(jié)，或改進以上的實驗內容。對于自定實驗內容要求同上。附：測試技術機械信號測量設計性實驗申請表組長姓名班級擬實驗時間組人數(shù)實驗名稱所需使用的儀器設備實驗目的實驗基本操作步驟基本知識準備情況檢查 指導教師簽名: 實驗結果36