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电阻应变片实验报告
篇一:应变片实验报告范本
实验课程名称:_感测技术
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篇二:自动化传感器实验报告一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
广东技术师范学院实验报告
学院: 自动化专业: 自动化姓名:实验地点: 学号:
实验日期:班级: 08自动化组
别:
成
绩:
组员:指导教师签名:
实验一项目名称: 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
一、实验目的
了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理
金属丝在外力作用下发生机械形变时,其电阻值会发生变化,这就是金属的电阻应变效应。金属的电阻表达式为:
R??
l
(1) S
当金属电阻丝受到轴向拉力F作用时,将伸长?l,横截面积相应减小?S,电阻率因晶格变化等因素的影响而改变??,故引起电阻值变化?R。对式(1)全微分,并用相对变化量来表示,则有:
?R?l?S??(2) ???RlS?
式中的?l为电阻丝的轴向应变,用?表示,常用单位??(1??=1×10?6)。
若径向应变为?r
,电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比?表示为
????,因为?S=2(?),则(2)式可以写成: (?)?R?l??????l?l(3)
?1?2?)??(1?2???k0Rl??lll
式(3)为“应变效应”的表达式。k0称金属电阻的灵敏系数,从式(3)可见,k0受两个因素影响,一个是(1+2?),它是材料的几何尺寸变化引起的,另一个是??,是
??)
材料的电阻率?随应变引起的(称“压阻效应”)。对于金属材料而言,以前者为主,则
k0?1?2?,对半导体,k0值主要是由电阻率相对变化所决定。实验也表明,在金属丝拉
伸比例极限内,电阻相对变化与轴向应变成比例。通常金属丝的灵敏系数k0=2左右。
用应变片测量受力时,将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下,被测对象表面产生微小机械变形时,应变片敏感栅也随同变形,其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化,根据(3)式,可以得到被测对象的应变值?,而根据应
力应变关系:
??E? (4)
式中σ——测试的应力;
E——材料弹性模量。
可以测得应力值σ。通过弹性敏感元件,将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变,因此可以用应变片测量上述各量,从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片,金属箔式应变片,金属薄膜应变片。
三、需用器件与单元
传感器实验箱(一)中应变式传感器实验单元、砝码、智能直流电压表(或虚拟仪表中直流电压表)、±15V电源、±5V电源,传感器调理电路挂件。四、实验内容与步骤
-1所示,应变式传感器已装在传感器实验箱(一)上,传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4,可用万用表测量R1=R2=R3=R4=350Ω。
R4
R3
R1
R2
图1-1 应变式传感器安装示意图
?15V直流稳压电源接入“传感器调理电路”实验挂箱,检查无误后,开启实验台面板上的直流稳压电源开关,调节Rw3使之大致位于中间位置(Rw3为10圈电位器),再进行差动放大器调零,方法为:将差动放大器的正、负输入端与地短接,输出端Uo2接直流电压表,调节实验模板上调零电位器Rw4,使直流电压表显示为零,关闭直流稳压电源开关。(注意:当Rw3的位置一旦确定,就不能改变。)
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图
-2将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥,(R5、R6、R7模块内已接好),接好电桥调零电位器Rw1,接上桥路电源±5V,如图1-2所示。检查接线无误后,合上直流稳压电源开关,调节Rw1,使直流电压表显示为零。
,待直流电压表数值显示稳定后,读取数显值,以后每次增加一个砝码并读取相应的测量值,直到200g砝码加完,记下实验结果填入表1-1,关闭电源。
5. 根据表1-1计算系统灵敏度S??U/?W(?U输出电压的变化量,?W重量变化量)和非线性误差δf1=Δm/yFS ×100% 式中?m(多次测量时为平均值)为输出值与拟合直线的最大偏差:yFS 满量程输出平均值,此处为200g。
解:S=200/47= δf1=Δm/yFS ×100%=2/200×100%=1%
五、思考题
,作为桥臂电阻应变片应选用:(1)正(受拉)应变片(2)负(受压)应变片(