20xx自動(dòng)化傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告二金屬箔式應(yīng)變片——半橋性能實(shí)驗(yàn)2-閱讀頁(yè)
2025-01-12 06:42本頁(yè)面
【正文】 2左右。在外力作用下，被測(cè)對(duì)象表面產(chǎn)生微小機(jī)械變形時(shí)，應(yīng)變片敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化。
可以測(cè)得應(yīng)力值σ。電阻應(yīng)變片可分為金屬絲式應(yīng)變片，金屬箔式應(yīng)變片，金屬薄膜應(yīng)變片。15V電源、177。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
1．應(yīng)變片的安裝位置如圖11所示，應(yīng)變式傳感器已裝在傳感器實(shí)驗(yàn)箱（一）上，傳感器中各應(yīng)變片已接入模板的左上方的RRRR4，可用萬(wàn)用表測(cè)量R1=R2=R3=R4=350Ω。（注意：當(dāng)Rw3的位置一旦確定，就不能改變。5V，如圖12所示。
4．在砝碼盤(pán)上放置一只砝碼，待直流電壓表數(shù)值顯示穩(wěn)定后，讀取數(shù)顯值，以后每次增加一個(gè)砝碼并讀取相應(yīng)的測(cè)量值，直到200g砝碼加完，記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表11，關(guān)閉電源。
解：S=200/47= δf1=Δm/yFS 100％=2/200100％=1％
五、思考題
1．單臂電橋時(shí)，作為橋臂電阻應(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。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1．記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并繪制出單臂電橋時(shí)傳感器的特性曲線。
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。
五、 基本原理
金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值會(huì)發(fā)生變化，這就是金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。對(duì)式（1）全微分，并用相對(duì)變化量來(lái)表示，則有：
?R?l?S??（2） ???RlS?
式中的?l為電阻絲的軸向應(yīng)變，用?表示，常用單位??（1??=110?6）。k0稱金屬電阻的靈敏系數(shù)，從式（3）可見(jiàn)，k0受兩個(gè)因素影響，一個(gè)是（1+2?），它是材料的幾何尺寸變化引起的，另一個(gè)是??，是
??）
材料的電阻率?隨應(yīng)變引起的（稱“壓阻效應(yīng)”）。實(shí)驗(yàn)也表明，在金屬絲拉
伸比例極限內(nèi)，電阻相對(duì)變化與軸向應(yīng)變成比例。
用應(yīng)變片測(cè)量受力時(shí)，將應(yīng)變片粘貼于被測(cè)對(duì)象表面上。通過(guò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓或電流的變化，根據(jù)（3）式，可以得到被測(cè)對(duì)象的應(yīng)變值?，而根據(jù)應(yīng)
力應(yīng)變關(guān)系：
??E? （4）
式中σ——測(cè)試的應(yīng)力；
E——材料彈性模量。通過(guò)彈性敏感元件，將位移、力、力矩、加速度、壓力等物理量轉(zhuǎn)換為應(yīng)變，因此可以用應(yīng)變片測(cè)量上述各量，從而做成各種應(yīng)變式傳感器。
六、 需用器件與單元
傳感器實(shí)驗(yàn)箱（一）中應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)單元、砝碼、智能直流電壓表（或虛擬儀表中直流電壓表）、177。5V電源，傳感器調(diào)理電路掛件。
R4
R3
R1
R2
圖11 應(yīng)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(shí)驗(yàn)掛箱，檢查無(wú)誤后，開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上的直流穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)Rw3使之大致位于中間位置（Rw3為10圈電位器），再進(jìn)行差動(dòng)放大器調(diào)零，方法為：將差動(dòng)放大器的正、負(fù)輸入端與地短接，輸出端Uo2接直流電壓表，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳险{(diào)零電位器Rw4，使直流電壓表顯示為零，關(guān)閉直流穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)。）
圖12 應(yīng)變式傳感器單臂電橋?qū)嶒?yàn)接線圖
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