实验01(金属箔式应变片)实验报告.pdf

实验一
金属箔式应变片测重及三种直流电桥性能比较实验
实验 1：金属箔式应变片单臂电桥测重实验
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。比较单臂/半实验一
金属箔式应变片测重及三种直流电桥性能比较实验
实验 1：金属箔式应变片单臂电桥测重实验
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。比较单臂/半桥/全桥的不
同性能，了解其特点。
二、实验原理
电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述
电阻应变效应的关系式为： Δ R／R＝Kε 式中：Δ R／R 为电阻丝电阻相对变化，K 为
应变灵敏系数,ε =Δ L/L 为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀
等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化。电桥的作用完成电阻
到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压
Uo1= EKε /4。
三、实验器械
主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、4 2 1 位数显万
用表（自备）。
四、实验接线图
五、实验数据记录和数据处理
实验数据如下：
实验数据拟合图像如下由图像可见系统灵敏度 S＝Δ U/Δ W=
δ =Δ m/yFS ×100％=×100％=％
六、思考题
1、单臂电桥时，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（3）正、负应变片均可以。
答：正负皆可，因为应变片的受力都会直接导致电阻的变化，从而检测到相应的电压
变化。
实验 2：金属箔式应变片三种桥路性能比较实验
一、实验目的
比较单臂/半桥/全桥的不同性能，了解其特点
二、实验原理
半桥测量电路中，将两只应变片接入组成电桥，电桥输出灵敏度比单臂桥路有所提高，
非线性也得到了改善，其桥路输出电压 UO2＝EKε ／2。全桥测量电路中，将 R1、R2、
R3、R4 四个箔式应 变片按它们的受力方向以一定的规律接入组成电桥，当应变片初始
阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值Δ R1 ＝Δ R2＝Δ R3＝Δ R4 时，其桥路输出电压 UO3
＝KEε ，其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
三、实验器械
主机箱、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
四、实验接线图
略
五、实验数据记录和数据处理
半桥电路实验数据