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2-wenkub.com
2025-01-12 06:42 本頁面
【正文】
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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)節(jié)實驗模板上調(diào)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。
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。通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為相應的電壓或電流的變化，根據(jù)（3）式，可以得到被測對象的應變值?，而根據(jù)應
力應變關系：
??E? （4）
式中σ——測試的應力；
E——材料彈性模量。實驗也表明，在金屬絲拉
伸比例極限內(nèi)，電阻相對變化與軸向應變成比例。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）。
答：產(chǎn)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。
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。5V，如圖12所示。 四、實驗內(nèi)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。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。在外力作用下，被測對象表面產(chǎn)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。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。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。15V(從主控箱引入)，檢查無誤后，合上主控箱電源開關，將實驗模板調(diào)節(jié)增益電位器Rw3順時針調(diào)節(jié)大致到中間位置，再進行差動放大器調(diào)零，方法為將差放的正、負輸入端與地短接，輸出端與主控箱面板上數(shù)顯表電壓輸入端Vi相連，調(diào)節(jié)實驗模板上調(diào)零電位器RW4，使數(shù)顯表顯示為零(數(shù)顯表的切換開關打到2V檔)。
四、實驗步驟：
根據(jù)圖(13)應變式傳感器已裝于應變傳感器模板上。
箔式應變片單臂電橋?qū)嶒炘韴D
圖12 應變片單臂電橋性能實驗原理圖
對單臂電橋輸出電壓U01=EKε/4。
＊本實驗以金屬箔式應變片為研究對象。也就是說，同樣是拉伸變形，不同材質(zhì)的半導體將得到完全相反的電阻變化效果。
(1)、金屬導體的
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