实验一 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验|箔式应变片性能单臂电桥

来源:党团工作计划 发布时间:2019-07-15 08:57:53 点击:

实验一金属箔式应变片――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、实验仪器:

应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表(自备)。

三、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:ΔR/R=Kε,式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=Δl/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组件,如图1-1所示,四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。

图1-1

图1-2

通过这些应变片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,如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压 Uo=E∆R/R (1-1) ⋅1∆R41+⋅2R

E为电桥电源电压,R为固定电阻值,式1-1表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为L=-1∆R⋅⋅100%。 2R

四、实验内容与步骤(略)

五、实验报告

根据表1-1计算系统灵敏度S=ΔU/ΔW(ΔU输出电压变化量,ΔW重量变化量)和非线性误差δf1=Δm/yF..S ×100%,式中Δm为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差;yF·S为满量程(200g)输出平均值。

六.数据处理

1.实验数据如下表所示: 表1-1

2.最小二乘法计算如下所示:

3.数据计算结果

(1)由上图可得系统灵敏度:

S=ΔV/ΔW=1.243mV/g

(2)由上图可得非线性误差:

Δm =0.527mV(最大的点) yFS=249mV

δf =Δm /yFS×100%=0.21%

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