【正文】 放大器輸出調(diào)零：將圖 1實驗?zāi)０迳戏糯笃鞯膬奢斎攵丝谝€暫時脫開，再用導(dǎo)線將兩輸入端短接 (Vi＝ 0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器 RW3大約到中間位置 (先順時針旋到底，再逆時針旋轉(zhuǎn) 1圈 )；將 主機箱電壓表的量程切換開關(guān)打到 2V 檔，合上主機箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實驗?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器 RW4，使電壓表顯示為零。常態(tài)時應(yīng)變片阻值為 350Ω，加熱絲電阻值為 50Ω左右。傳感器左下角應(yīng)變片為 R1；右下角為 R2；右上角為R3；左上角為 R4。 根據(jù)圖 1〔應(yīng)變式傳感器（電子秤傳感器）已裝于應(yīng)變傳感器模板上。 15V、電壓表 )、應(yīng)變式傳感器實驗 模板、托盤、砝碼、 421 位數(shù)顯萬用表（自備）。應(yīng)變片電橋性能試驗原理圖如下圖所示： ? 三、需用器件與單元：主機箱 (177。當(dāng)應(yīng)變片初始阻值： R1＝ R2＝ R3＝ R4，其變化值Δ R1＝Δ R2＝Δ R3＝Δ R4 時，其橋路輸出電壓 U03＝ KEε。對單臂電橋輸出電壓 Uo1= EKε /4；對于半橋不同受力方向的兩只應(yīng)變片接入電橋作為鄰 邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。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，通過它轉(zhuǎn)換被測部位受力狀態(tài)變化。 傳感器實驗指南 1 傳感器與檢測技術(shù)實驗報告 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 姓 名 2 傳感器實驗指南 實 驗 目 錄 實驗一 金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實驗?????????????????? 3 實驗 二 電容式傳感器的位移實驗???????????????????????????? 8 實驗 三 直流激勵時霍爾式傳感器 位移特性實驗?????????????????????? 9 實驗 四 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗??????????????????????????? 11 實驗 五 壓電式傳感器測振動實驗???????????????????????????? 12 實驗 六 計算修正法熱電偶測溫電路 ??????????????????????????? 13 傳感器實驗指南 3 實驗一 金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實驗 一、實驗?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)， 單臂、半橋、全橋工作原理和性能比較。 二、基本原理：電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為： Δ R／ R＝ Kε 式中：Δ R／ R 為電阻絲電阻相對變化， K 為應(yīng)變靈敏系數(shù) ,ε =Δ L/L為電阻絲長度相對變化。電橋的作用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)。當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時，其橋路輸出電壓 UO2＝ EKε／ 2；對于全橋測量電路中，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均得到改善。 4V、177。 4 傳感器實驗指南 圖 1 應(yīng)變片單臂電橋性能實驗安裝、接線示意圖 四、實驗步驟： 單臂： 應(yīng)變傳感器實驗?zāi)０逭f明： 實驗?zāi)０逯械?R R R R4 為應(yīng)變片，沒有文字標記的 5 個電阻符號下面是空的，其中 4 個組成電橋模型是為實驗者組成電橋方便而設(shè)，圖中的粗黑曲線表示連接線。傳感器中 4片應(yīng)變片和加熱電阻已連接在實驗?zāi)０遄笊戏?的 R R R R4和加熱器上。當(dāng)傳感器托盤支點受壓時， R R3 阻值增加， R R4阻值減小，可用四位半數(shù)顯萬用進行測量判別。〕安裝接線。 應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒灒翰鹑シ糯笃鬏斎攵丝诘亩探泳€，將暫時脫開的引線復(fù)原 (見圖 1 接線圖 )。 計算系統(tǒng)靈敏度 S＝Δ U/Δ W（Δ U輸出電壓變化量，Δ W 重量變化量）和非線性誤差δ， δ =Δ m/yFS 100％式中Δ m 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。 傳感器實驗指南 5 半橋： 根據(jù)圖 2 接線。實驗方法與單臂相同，記下實驗數(shù)據(jù)填入表 2 畫出實驗曲線，計算靈敏度 S2＝ U／ W，非線性誤差δ。 表 2 圖 2 應(yīng)變式傳感器半橋接線圖 重量 電壓 6 傳感器實驗指南 全橋： 根據(jù)圖 3 接線。實驗完畢，關(guān)閉電源。 半橋測量時兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時，應(yīng)放在： 答：鄰邊。闡述理由（注意：單臂、半橋、全橋的放大器增益必須相同）。 二、基本原理：利用電容 C＝ε A／ d和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測量電路可以選擇ε、 A、 d 中三個參數(shù)中，保持二個參數(shù)不變，而只改變其中一個參數(shù)，則可以有測谷物干燥度（ε變）、測位移（ d變）和測量液位（ A 變）等多種電容傳感器。設(shè)圓筒的半徑為 R； 圓柱的半徑為 r；圓柱的長為 x，則電容量為C=ε 2 ｘ／ ln(R／ r)。 三、需用器件與單元：主機箱、電容傳感器、電容傳感器實驗?zāi)０?、測微頭。 將實驗?zāi)０迳系?Rw調(diào)節(jié)到中 間位置 (方法：逆時針轉(zhuǎn)到底再順時傳３圈 )。以后，反方向每轉(zhuǎn)動測微頭 1圈即△Ｘ =０ .５ｍｍ位移讀取電壓表讀數(shù) (這樣轉(zhuǎn) 16 圈讀取相應(yīng)的電壓表讀數(shù) )，將數(shù)據(jù)填入表 6并作出Ｘ — Ｖ實驗曲線 (這樣單行程位移方向做實驗可以消除測微頭的回差 )。實驗完畢，關(guān)閉電源。 二、基本原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢 UH＝ KHIB，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場中運動時，它的電勢會發(fā)生變化，利用這一性質(zhì)可以進行位