金属箔式应变片性能实验报告

1、实验报告姓名： 学号： 班级：实验项目名称：实验一 金属箔式应变片性能单臂电桥，半桥实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况；：验证单臂、半桥性能及相互之间关系。实验原理： 单臂、半桥、全桥是指在电桥组成工作时，有一个桥臂、二个桥臂、全部四个桥臂（用应变片）阻值都随被测物理量而变化。  电桥的灵敏度：电桥的输出电压（或输出电流）与被测应变在电桥的一个桥臂上引起的电阻变化率之间的比值，称为电桥的灵敏度。如图是直流电桥，它的四个桥臂由电阻r1、r2、r3、r4组成，u。是供桥电压，输出电压为：    当r1×r3=r2&

2、#215;r4则输出电压u为零，电桥处于平衡状态。     如果将r4换成贴在试件上的应变片，应变片随试件的受力变形而变形，引起应变片电阻r4的变化，平衡被破坏，输出电压u发生变化。当臂工作时，电桥只有r4桥臂为应变片，电阻变为rr，其余各臂仍为固定阻值r,代入上式 有组桥时，r1和r3，r2和r4受力方向一致。实验步骤（电路图）：（1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。（2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（）、负（）、地短接。将差动放大器的输出端与fv表的输

3、入插口vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使fv表显示为零，关闭主、副电源。图1金属箔式应变片性能单臂电桥电路（3）根据图接线r1、r2、r3为电桥单元的固定电阻。r4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4v档，fv表置20v档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的w1，使fv表显示为零，然后将fv表置2v档，再调电桥w1（慢慢地调），使fv表显示为零。（4）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使fv表显示最小，再旋动测微头，使f

4、v表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。（5）往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下fv表显示的值。建议每旋动测微头一周即x0.5mm记一个数值填入下表：（6）据所得结果计算灵敏度svx（式中x为梁的自由端位移变化，v为相应fv表显示的电压相应变化）。(7) 将r3固定电阻换为与r4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥w1使fv表显示表显示为零，重复（5）过程同样测得读数，填入下表：实验结果及分析： 单臂电桥结果：位移（mm）-1.0-0.50.51.01.5电压（mv）-0.057-0.0440.0

5、120.0250.036灵敏度计算：电压变化的平均值=0.013mv s=vx=0.026mv/mm结果分析：半桥的灵敏度是单臂电桥灵敏度的2倍。实验中的注意事项及实验感想、收获或建议等：注意事项：1）为确保实验过程中输出指示不溢出，可先将砝码加至最大重量，如指示溢出，适当减小， 差动放大增益，此时差动放大器不必重调零2）做此试验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。3）电位器w1、w2，在有的型号仪器中标为rd、ra。思考题：1. 为什么r3和r4的工作状态要相反?若相同,其输出电压将会是多少?单臂电桥存在非线性误差，r3和r4工作状态相反，两个电阻的增量相互抵消，可以补偿非线性误差。若相同时，输出电压将为0。2. 比较单臂、半臂的灵敏度、稳定性并说明原因。半臂的灵敏度是单臂的两倍，半臂的稳定较好，因为具有温度补偿作用。3. 电桥的灵敏度与什么因素有关？如何用电桥特性来提高灵敏度和消除不利因素的影响？电桥灵敏度与检流计的电流灵敏度si成正比；与电源的电动势e成正比；与电源内阻r和串联限流电阻re之和有关；与检流计内阻和串联限流电阻rg之和有关。       4.测量时，电桥不