传感器试验报告

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重庆邮电大学

传感器试验报告

姓名：李振洲学号：2023216478

班级：5121201

试验一金属箔式应变片——单臂电桥性能试验

一、试验目的

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、试验仪器

双杆式悬臂梁应变传感器、电压温度频率表、直流稳压电源（±4V）、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）三、试验原理

电阻丝在外力作用下发活力械变形时，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

?R?k??（1-1）R式中

?R为电阻丝电阻相对变化；Rk为应变系数；

???l为电阻丝长度相对变化。l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。如图1-1所示，将四个金属箔应变片(R1、R2、R3、R4)分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。

图1-1双杆式悬臂梁称重传感器结构图

通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。如图1-2信号调理电路所示，R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压

U0?E?R/R?（1-2）

1?R41??2RE为电桥电源电压；

1?R式1-2说明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=???100%。

2R

图1-2单臂电桥面板接线图

四、试验内容与步骤

1．悬臂梁上的各应变片已分别接到面板左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。

2．按图1-2接好“差动放大器〞和“电压放大器〞部分，将“差动放大器〞的输入端短接并与地相连，“电压放大器〞输出端接电压温度频率表（选择U），开启直流电源开关。将“差动放大器〞的增益调理电位器与“电压放大器〞的增益调理电位器调至中间位置（顺时针旋转终究后逆时针旋转5圈），调理调零电位器使电压温度频率表显示为零。关闭“直流电源〞开关。（两个增益调理电位器的位置确定后不能改动）

3．按图1-2接好所有连线，将应变式传感器R1接入“电桥〞与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。“电桥〞输出接到“差动放大器〞的输入端，“电压放大器〞的输出接电压温度频率表。预热两分钟。(直流稳压电源的GND1要与放大器共地)

4．将千分尺向下移动，使悬臂梁处于平直状态，调理Rw1使电压温度频率表显示为零（选择U）。

5．移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录试验数据填入表1-1。

表1-1位移(mm)0.5电压(mV)0111.52222.53343.54444.55556．试验终止后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭试验台电源，整理好试验设备。五、试验报告

1.根据试验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性度。

六、本卷须知

试验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！

试验二金属箔式应变片——半桥性能试验

一、试验目的

比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。二、试验仪器

同试验一三、试验原理

不同受力方向的两只应变片（R1、R2）接入电桥作为邻边，如图2-1。电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值一致、应变系数也一致时，半桥的输出电压为U0?式中

E?k??E?R（2-1）??22R?R为电阻丝电阻相对变化；Rk为应变系数；

???l为电阻丝长度相对变化；lE为电桥电源电压。

式2-1说明，半桥