【正文】 z，本次實驗選取 4561Hz，輸出峰峰值為 2V。 三、實驗器材 主機(jī)箱、差動變壓器、差動變壓器實驗?zāi)０濉y微頭、雙蹤示波器、萬用表、導(dǎo)線等。將兩只次級反向串接，引出差動電勢輸出。 二、基本原理 差動變壓器由一只初級線圈和二只次級線圈及一個鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排列不同，有兩段式和三段式，本實驗采用三段式。 溫度變化產(chǎn)生的相對誤差： ② 如何消除金屬箔式應(yīng)變片溫度影響？ 答 ： 可以采用溫度自補(bǔ)償法或者橋路補(bǔ)償法。 ② 將主機(jī)箱中直流穩(wěn)壓電源＋ 5V、地（ ⊥ ）接于實驗?zāi)０宓募訜崞鳎?6V、地（ ⊥ ）插孔上，數(shù)分鐘后待數(shù)顯表電壓顯示基本穩(wěn)定后，記下讀數(shù) Uot 。當(dāng)溫度變化時，即使被測體受力狀態(tài)不變，輸出也會有變化。 金屬箔式應(yīng)變片的溫度影響 電阻應(yīng)變片的溫度影響主要有兩個方面。 如前所述，由于外界因素，導(dǎo)致我們的非線性誤差的計算存在很大偏差，但是就根據(jù)理論分析來看，全橋利用差動技術(shù)，能有效地提高靈敏度、降低非線性誤差、有效地補(bǔ)償溫度誤差。 U0≈(1/4)(△R1/R1)E 所以電橋的電壓靈敏度： S＝ U0/(△R1/R1)≈kE＝ (1/4)E ② 半橋 U0≈(1/2)(△R1/R1)E S＝ (1/2)E ③ 全橋 U0≈(△R1/R1)E S＝ E 答 ： 由以上可以看出，在靈敏度方面 全橋 的靈敏度最高， 半橋 次之， 單臂 最差，非線性度，單臂的非線性度最高即線性度最差，全橋的線性度最好 線性度：單臂 單橋 全橋 理論上： 靈敏度： 單臂 4ES? ，半橋 2ES? ，全橋 SE? 。 注意：比較實驗中，（ a）、（ b）、（ c）放大電路的放大器增益必須相同。 、半橋、全橋性能比較 基本原理如圖 29（ a）、（ b）、（ c）。 任意選取兩個電阻接入電橋的對邊，輸出為兩倍的橫向應(yīng)變 ，并選取外加電阻使電橋平衡； （ b）圖 中 R R4 應(yīng)變片檢測試件縱向拉力， R R2 檢測橫向拉力，可以 選取 RR4 接入電橋?qū)叄敵鰹閮杀兜目v向應(yīng)變。 0 50 100 150 200010203040xy2 圖 28 受拉力時應(yīng)變式傳感器圓周面展開圖 答： 能夠利用它們組成電橋。 因為電橋平衡的條件為： R1R3=R2R4。 五、思考題 ，當(dāng)兩組對邊電阻值 R 相同時，即 R1=R3， R2=R4，而 R1≠ R2 時，是否可以組成全橋：（ 1）可以；（ 2）不可以。 按照實驗結(jié)果， 對于靈敏度的測量時符合理論值的，但是非線性誤差是有誤的，分析其原因可能是測量過程中的儀器調(diào)節(jié)、讀數(shù)誤差、以及儀器本身存在的問題。 數(shù)據(jù)記錄如下表所示，并且使用 Matlab 的 cftool 工具箱畫出實驗點的線性擬合曲線： 重量（ g） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 電壓（ mv） 0 5 9 13 18 22 27 31 36 40 45 擬合值（ mv） |△mx| 由 matlab 擬合結(jié)果得到，其相關(guān)系數(shù)為 ， 比上個實驗中的單臂電橋線性度差，跟理論存在誤差。 0 50 100 150 2000246810xy u n t it le d f it 1y v s . x。 三、實驗器材 主機(jī)箱、應(yīng)變傳感器實驗?zāi)０濉⑼斜P、砝碼、萬用表、導(dǎo)線等。當(dāng)應(yīng)變片初始阻值 R1=R2=R3=R其變化值 1 2 3 4R R R R? ? ? ? ? ? ?時，其橋路輸出電壓 3oU EK?? 。 答： （ 1） 負(fù)（受壓 ）應(yīng)變片； 因為應(yīng)變片受 壓 ，所以應(yīng)該選則（ 2） 負(fù)（受壓）應(yīng)變片 。 測得數(shù)據(jù)如下，并且使用 Matlab 的 cftool 工具箱畫出實驗點的線性擬合曲線： 重量（ g） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 電壓（ mv） 0 擬合值（ mv） |△mx| 0 0 由 matlab 擬合結(jié)果得到，其相關(guān)系數(shù)為 ，擬合度很好，說明輸出電壓與應(yīng)變計上的質(zhì)量是線性關(guān)系，且實驗結(jié)果比較準(zhǔn)確。 3. 電橋調(diào)零。 四、實驗步驟 1. 根據(jù)接線示意圖安裝接線。單臂電橋輸出電壓 1 /4oU EK?? ，其中 K 為應(yīng)變靈敏系數(shù)， /LL??? 為電阻絲長度相對變化。 金屬箔式應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過它反映被測部位受力狀態(tài)的變化。 《傳感器與檢測技術(shù)》 實驗報告 姓 名： 學(xué) 號： 院 系： 儀器科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 實 驗 室： 機(jī)械樓 5 樓 同組人員： 評定成績： 審閱教師： 傳感器第一次實驗 實驗一 金屬箔式應(yīng)變片 —— 單臂電橋性能實驗 一、實驗?zāi)康? 了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)及單臂電橋工作原理和性能。 二、基本原理 電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)。電橋的作用是完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相應(yīng)的受力狀態(tài)。 三、實驗器材 主機(jī)箱、應(yīng)變傳感器實驗?zāi)０?、托盤、砝碼、萬用表、導(dǎo)線等。 2. 放大器輸出調(diào)零。 4. 應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒灐? 系統(tǒng)靈敏度 S = ΔUΔW = (即直線斜率 )，非線性誤差 = ΔmyFS= 100% =% 五、思考題 單臂電橋工作時，作為橋臂電阻的應(yīng)變片應(yīng)選用：（ 1）正（受拉）應(yīng)變片；（ 2）負(fù)（受壓）應(yīng)變片；（ 3）正、負(fù)應(yīng)變片均可以。 實驗三 金屬箔式應(yīng)變片 —— 全橋性能實驗 一、實驗?zāi)康? 了解全橋測量電路的優(yōu)點 二、基本原理 全橋測量電路中，將受力方向相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，相反的?yīng)變片接入電橋鄰邊。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差都得到了改善。 四、實驗步驟 。 。 系統(tǒng)靈敏度 S = ΔUΔW = (即直線斜率 )，非線性誤差 δ= ΔmyFS= 100%% ， 可見全橋的靈敏度是單臂電橋的 4 倍 可以看出，但 非線性度 卻 高于 單臂電橋 。我們在做實驗的過程中，儀器存在一定問題，總是很難調(diào)節(jié)或者得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，不夠精準(zhǔn)。 答： （ 2）不可以。 術(shù)人員在進(jìn)行材料拉力測試時在棒材上貼了兩組應(yīng)變片， 如圖 28， 能否 如何 利用四組應(yīng)變片組成電橋，是否需要外加