螺栓联接实验指导书机械设计实验指导书
机械设计实验指导书

第4章机械性能和工作能力的测试与分析4.1 概述提高机械及其零部件的性能和工作能力是提高机械产品质量的关键。
机械及其零部件的性能和工作能力的测试涉及运动学特性、动力学特性、精确度、承载能力、可靠性、安全性、人机工程、节能环保等,项目和内容十分广泛,其基本内容包括机械传动的效率、振动、噪声等,这些测试项目常常作为评定机械产品性能的基本质量指标。
因此,掌握机械性能和工作能力的测试方法,对于研究、改进和创新机械以及对机械设备进行故障诊断具有重要的意义。
4.2 机械设计展示开放实验4.2.1 实验目的通过实验对各种机械零部件、各种传动装置的结构组成形式以及润滑与密封、零件的失效形式等有一个比较全面的认识与了解。
4.2.2 实验设备机械设计示教板,由18个陈列柜组成,如图4-1所示。
图4-1 机械设计示教板4.2.3 实验内容(1)螺纹联接1:螺纹的类型、螺纹联接的基本类型、常见的各种螺纹联接件;(2)螺纹联接2:螺纹联接的防松、提高螺纹联接强度的措施、螺纹联接的装拆;(3)键、销和花键联接;(4)铆、焊、粘和过盈联接;(5)带传动1:V带传动、平带传动、同步带传动及带传动的张紧装置;(6)带传动2:平带的材料与接头形式、V带的结构与型号、其它带传动、各种带轮的结构;(7)链传动:滚子链的结构与接头形式、齿形链、无级变速链、起重链、链传动的布置与张紧;(8)齿轮和蜗杆传动:齿轮的结构、蜗杆的类型、蜗轮的结构;(9)滑动轴承:轴瓦与衬的材料、滑动轴承的结构、动压滑动轴承油膜压力分布;(10)滚动轴承1:滚动轴承的结构、常用类型与代号、尺寸系列、滚动轴承的装拆;(11)滚动轴承2:内圈和外圈的固定方法、轴承的预紧与调整、密封、轴承座的形式;(12)联轴器:刚性固定式、刚性可移式、弹性联轴器、安全联轴器;(13)离合器:牙嵌离合器、摩擦离合器、安全离合器、离心式离合器、超越离合器;(14)轴1:轴的承载类型、轴的结构类型、轴的结构设计;(15)轴2:轴上零件的定位;(16)弹簧:拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、组合弹簧以及弹簧的应用;(17)润滑与密封:润滑装置、密封件、润滑剂;(18)机械零件的失效形式:残余变形、断裂、磨损、胶合、点蚀、腐蚀。
机械设计基础实验指导书(最新)

①“左、静、右”钮置“左”,记录μA表值,若指针指过满度,置合适的衰减档,记录灯下刻度,得1测点振动量S11。
②“左、静、右”钮置“右”,重复①的操作,得2测点振动量S21。
1#面加试重完毕关闭闪光灯,锁紧支撑,停车取下试重。
7、2#校正面加试重,测量两支撑振动量S12,S22。
电测部分的解算电路,又称面的分解电路,它的作用是保证每次μA表的示值及闪光灯下定出的角度。每次只反映某一个校正面不平衡量的大小和位置,并不包含另一个校正面不平衡量的影响。校正面的选择,即面的分离电路控制,由“左、静、右”旋钮切换。
另外,μA表的示值是“格数”,是不平衡的相对值。因为理论上可以证明软支撑动平衡机不平衡与支撑振动量之间成正比,且相位相反。因此,μA表的示值也是振动量的相对值,根据振动量的相对值(幅值)和闪光灯下的角度(相位),就可以确定出转子平衡量的大小和位置。
确定转子平衡量大小和位置的方法有:试凑法,几何作图法和计算法。本实验用影响系数法进行转子动平衡,提倡用计算机程序化计算。
图1DS—30型动平衡机工作原理图
五、实验步骤
实验的主要过程是:测量试验转子支撑处的初始振动幅值及相位;对左、右校正面加试重,并分别测量支撑振动幅值及相位。
1、接通电测箱电源,指示灯亮,仪器预热20分钟。
东北电力大学自编教材
机械设计基础实验指导书
(附实验报告表)
赵成军编写
机械工程学院机械基础实验室
实验守则
1、实验课前必须认真阅读实验指导书。熟悉实验目的、要求、步骤以及有关注意事项,做好实验前的各项准备工作。
2、实验前必须完成“实验预习报告”,否则,不允许参加本次试验,不计成绩。
螺栓联接综合实验指导书

实验一螺栓联接综合实验指导书一、实验目的1、了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。
2、计算螺栓相对刚度,并绘制螺栓联接的受力变形图。
3、验证受轴向工作载荷时,预紧螺栓联接的变形规律,及对螺栓总拉力的影响。
4、通过螺栓的动载实验,改变螺栓联接的相对刚度,观察螺栓动应力幅值的变化,以验证提高螺栓联接强度的各项措施。
二、实验项目LZS螺栓联接综合实验台可进行下列实验项目:1、基本螺栓联接静动态实验。
2、增加螺栓刚度的静动态实验。
3、增加被连接件刚度的静动态实验。
4、改用弹性垫片的静动态实验。
三、实验设备及原理(一)概述承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接是常用的且较重要的一种连接形式。
这种连接中零件的受力属于静不定问题。
由理论分析可知,螺栓的总拉力除与预紧力F P、工作拉力F有关外,还受到螺栓刚度C b和被连接件刚度C m等因素的影响。
图1所示为一单个螺栓连接及其受力变形图。
图1 单个螺栓连接及其受力变形图图1a)所示为螺栓刚好拧到与被连接件相接触,但尚未拧紧的状态。
图1b)所示为螺母已拧紧,但螺栓未受工作载荷的状态,此时,螺栓受预紧力F P的拉伸作用,其伸长量为λ1,而被连接件则在F P的压缩作用下产生的压缩量为λ2。
图1c)所示为承受工作载荷F时的情况,此时螺栓所受拉力由F P增至F0,继续伸长量为Δλ,总伸长量为λ1+Δλ。
被连接件则因螺栓伸长而被放松,根据连接的变形协调条件,其压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量Δλ。
因此,总压缩量为λ2-Δλ;而被连接件的压缩力由F P减至F P‘,F P‘称为残余预紧力。
由于螺栓和被连接件的变形发生在弹性范围内,上述受力与变形关系线图如图2所示。
图2 受力与变形关系线图由图1可知,螺栓总拉力F0并不等于预紧力F P与工作拉力F之和,而等于残余预紧力F P‘与工作拉力之和,即F0= F P‘+F或F0= F P+ ΔF根据刚度定义,C1=F P/λ1,C2=F P/λ2。
机械设计实验指导书

第一章机械设计第一节机械设计结构展示与分析一、实验目的1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式;2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式;3.了解常用的润滑剂及密封装置;4.了解常用紧固联接件的类型;5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析,增加对其直观认识。
二、实验设备机构模型;典型机械零件实物;若干不同类型的机器。
三、实验内容、步骤在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧,具体内容如下:1.各种类型的螺纹联接实物,各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物,螺纹联接的失效实物,各种类型的键、销实物,各种类型的键、销失效实物,各种类型的焊接、铆接实物;2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物,失效零件实物;3.各种类型的轴、轴承实物,轴上零件的轴向固定和周向固定实物,轴瓦和轴承衬实物,轴承、轴、轴瓦失效实物;4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物,各种联轴器、离合器实物模型。
四、注意事项注意保护零件陈列柜中的零件。
五、实验作业1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各有哪些类型?2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。
六、问题思考1.传动带按截面形式分哪几种?带传动有哪几种失效形式?2.传动链有哪几种?链传动的主要失效形式有哪些?3.齿轮传动有哪些类型?各有何特点?齿轮的失效形式主要有哪几种?4.蜗杆传动的主要类型有哪几种?蜗杆传动的主要失效形式有哪几种?5.轴按承载情况分为哪几种?轴常见的失效形式有哪些?6.联轴器与离合器各分为哪几类?各满足哪些基本要求?7.弹簧的主要类型和功用是什么?8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些?9.零件和构件的本质区别是什么?第二节螺栓联接综合实验一、实验目的1.了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。
【机械基础实验-项目一】LSC-II螺栓组及单螺栓联接综合实验台实验指导书

LSC-II螺栓组及单螺栓联接综合实验台一、工程应用实例螺纹联接是机器中广泛采用的联接形式,常为可拆联接。
在机械设计中大量使用螺纹联接,例如流体传动中液压缸的法兰盘联接、汽车发动机中汽缸盖与缸体的联接等。
在日常生活中,螺栓组联接也有广泛应用,例如空调的室外机的托架等等。
二、实验问题的提出在螺栓承受变动外载荷时,粗螺栓的疲劳寿命比细长螺栓的寿命短,这是为什么呢?另一方面,在机器设计中可以通过哪些措施来提高螺栓的疲劳寿命,机械设计中介绍了三种措施:(1)提高被联接件的刚度;(2)减小螺栓的刚度;(3)提高螺栓联接的预紧力。
也可以同时采用上述三种措施。
第(1)(2)种措施将导致螺栓联接残余预紧力的减小,这对有密封要求的联接是必须考虑的;第(3)种措施会导致螺栓静强度的减弱。
上述结论正确吗?我们通过本实验来观察、分析螺栓的联接特性。
螺栓联接常成组使用。
在外界转矩或倾翻力矩载荷作用下,每只螺栓上承受的载荷一样吗?各螺栓上承受载荷间有什么关系呢?让我们用实验来研究这一问题。
三、实验目的现代各类机械工程中广泛应用螺栓组机构进行联接。
如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态性能参数是工程技术人员面临的一个重要课题。
本实验通过对一螺栓组及单个螺栓的受力分析,要求达到下述目的:(一)螺栓组试验(1)了解托架螺栓组受翻转力矩引起的载荷对各螺栓拉力的分布情况。
(2)根据拉力分布情况确定托架底板旋转轴线的位置。
(3)将实验结果与螺栓组受力分布的理论计算结果相比较。
(二)单个螺栓静载试验了解受预紧轴向载荷螺栓联接中,零件相对刚度的变化对螺栓所受总拉力的影响。
(三)单个螺栓动载荷试验通过改变螺栓联接中零件的相对刚度,观察螺栓中动态应力幅值的变化。
2四、螺栓试验台结构及工作原理(一)螺栓组试验台结构与工作原理螺栓组试验台的结构如:图1所示。
图中1为托架,在实际使用中多为水平放置,为了避免由于自重产生力矩的影响,在本试验台上设计为垂直放置。
机械设计实验指导书

《机械设计》实验指导书前言实验是机械设计课程中重要的实践性环节,通过实验不仅可以验证理论知识,加深对理论知识的理解,而且可以培养同学的动手能力,观察分析能力和勇于探索的创新精神。
机械设计实验是《机械设计》课程的重要实践环节,其教学目标是使学生更好地理解和深刻地把握课程的基本知识,并在此基础上训练学生动手能力、综合分析问题和创新设计的能力,按照《机械设计》课程教学大纲的要求,编写了此实验指导书,设置的具体实验项目:带传动效率实验、轴系结构设计与分析实验、减速器拆装实验3项实验。
实验一 带传动效率实验实验学时:2 实验类型:验证一、实验目的了解带传动实验台的组成和工作原理;观察带传动中的弹性滑动现象,以及它们与带传递的载荷和转速之间的关系。
测定传动效率和滑动率与所传递的载荷和转速之间的关系,绘制带传动的效率曲线和滑动曲线。
二、实验原理、方法和手段带传动原理是张紧在至少两轮上带作为中间挠性件,靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力。
带传动的效率,当主动轮与从动轮直径相等,即传动比i=1时,可按下式求得1122n T n T ==主动轮的功率从动轮的功率η式中:T 1 ——输入力矩,N·m ;T 2 ——输出力矩,N·m ; n 1 ——输入转速,r/min ; n 2 ——输出转速,r/min 。
由于带的紧边与松边拉力不等,使带的两边弹性形变不等引起带与轮面的微量相对滑动称为弹性滑动。
带传动在工作中的滑动程度用滑动系数ε表示,它是随负载的大小而变化的。
可按下式求得121n n n -=ε 式中: n 1 ——输入转速,r/min ; n 2 ——输入转速,r/min 。
滑动曲线就是表示带在不同负载时滑动的程度的曲线,可分别以主动轮转速和负荷档位为横坐标,以滑动系数ε为纵坐标来绘制。
三、实验条件1.柜式带传动效率测试分析实验台。
2.笔、草稿纸(此项自带)。
四、实验内容与步骤1.根据实验要求加初拉力(调整张紧螺丝)。
高强螺栓试验作业指导书

高强螺栓试验作业指导书标题:高强螺栓试验作业指导书引言概述:高强螺栓是一种重要的连接元件,广泛应用于桥梁、建造、机械设备等领域。
为确保高强螺栓的质量和可靠性,进行试验是必不可少的环节。
本文将介绍高强螺栓试验的作业指导书,匡助工程师和技术人员正确进行试验操作。
一、试验前准备1.1 确认试验标准:在进行高强螺栓试验前,首先要确认试验所需的标准,包括试验方法、试验条件等。
1.2 检查试验设备:检查试验设备是否完好,包括拉伸试验机、螺栓夹具等,确保设备能够正常运行。
1.3 准备试验样品:准备足够数量的高强螺栓样品,根据试验标准要求进行标记和分类。
二、试验操作步骤2.1 安装试验样品:将高强螺栓样品安装在拉伸试验机上,确保样品与夹具之间的接触良好,避免浮现松动或者错位。
2.2 设定试验参数:根据试验标准要求,设定试验机的拉伸速度、试验温度等参数,确保试验过程符合标准要求。
2.3 进行试验操作:启动拉伸试验机,进行拉伸试验操作,记录试验过程中的数据,包括载荷-位移曲线、断裂载荷等。
三、试验结果分析3.1 分析试验数据:根据试验结果,分析高强螺栓的拉伸性能,包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标。
3.2 比较试验结果:将试验结果与试验标准进行比较,评估高强螺栓的质量是否符合标准要求。
3.3 提出改进建议:根据试验结果分析,提出改进建议,匡助生产厂家改进生产工艺,提高高强螺栓的质量和可靠性。
四、试验安全注意事项4.1 操作规范:在进行高强螺栓试验时,操作人员应严格按照操作规程进行操作,避免因操作不当导致事故发生。
4.2 设备检查:定期对试验设备进行检查和维护,确保设备的安全性和稳定性。
4.3 废弃物处理:对试验过程中产生的废弃物进行正确处理,避免对环境造成污染。
五、试验报告编写5.1 报告内容:编写高强螺栓试验报告,包括试验目的、试验方法、试验结果、分析结论等内容。
5.2 报告格式:按照标准格式编写试验报告,确保报告内容清晰、准确。
机械设计基础实验指导书(1)

机械设计基础实验指导书(1)机械设计基础实验指导书(开放型实验适用)邓禾根编机械设计教研部2010年3月实验一机构展示与认知实验一、实验目的1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识;2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。
二、实验方法及主要内容本陈列室陈列了一套JY-10DB机械原理展示柜,主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。
通过演示机构的传动原理,增强学生对机构与机器的感性认识。
通过实验指导老师的讲解与介绍,学生的观察、思考和分析,对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。
提高对学习机械原理课程的兴趣。
三、展示及分析(一)机构的组成通过对蒸气机、内燃机模型的观察,我们可以看到,机器的主要组成部分是机构。
简单机器可能只包含一种机构,比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。
可以说,机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。
机构是机械原理课程研究的主要对象。
通过对机构的分析,我们可以发现它由构件和运动副所组成。
机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件,它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成;运动副是指两构件之间的可动联接,常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。
凡两构件通过面的接触而构成的运动副,通称为低副;凡两构件通过点或线的接触而构成的运动副,称为高副。
(二)平面连杆机构连杆机构是应用广泛的机构,其中又以四杆机构最为常见。
平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求,而且结构简单、制造容易、工作可靠。
平面连杆机构分成三大类:即铰链四杆机构;单移动副机构;双移动副机构。
1. 铰链四杆机构分为:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构,即根据两连架杆为曲柄,或摇杆来确定。
2. 单移动副机构,它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。
可分为:曲柄滑块机构,曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。
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电桥调平衡:使加载及预紧手轮处于松弛状态,按下应变仪测量铵钮,调节对应的电位器的电阻值,使应变仪的输出值为零。
加预紧力:参照LBX-84实验机结构原理说明,松开手轮6,松开背紧手轮8,拧紧手轮9,使应变仪指示为500με,背紧1,松开手轮9,则完成预紧。
1).将YJ-18应变仪与Pr10-18预调箱联系好。
2).将被测应变片引线A1BC(螺栓)、A2BC(套筒)分别于预调箱的1路、2路的A、B、C连接好,LB-87实验机的两个手轮松开,即螺栓处于无载状态。
3).测试系统调零:按下YJ-18应变仪电源开关,分别按下“Х10”、“Х1”开关,在连接副未受力的情况下,将预调箱切换开关分别打到1路和2路,调节对应的“电阻平衡”电位器,使应变仪显示的数值为零,则仪器调零结束。
二.实验设备
图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图,手轮1相当于螺母,与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件,拧紧手轮1就可将联接副预紧,并且联接件受拉力作用,被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片,用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮(螺母)6使拉杆5产生轴向拉力,经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。
1.螺栓联接实验机的主要实验参数如下:
1).螺栓材料为45号钢,弹性模量E1=2.06×105N/mm2,螺栓杆直径d=10mm,有效变形计算长度L1=130mm。
2).套筒材料为45号钢,弹性模量E2=2.06×105N/mm2,两件套筒外径分别为D=31和32,径为D1=27.5mm,有效变形计算长度L2=130mm.。
知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小,即力与变形之比Q/λ称为刚度。C1=Q1/λ为螺栓刚度;C2=Q2/λ2为被联接件刚度。C1/C1+C2称为螺栓的相对强度。在力-变形图上,刚度表现为图线的斜率。为了提高螺栓的疲劳强度,通常采用降低C1或增加C2的方法以降低载荷的变化值ΔF。
2.主要公式
6).施加轴向载荷:顺时针旋转手轮6,通过测力环对螺栓连接副施加轴向工作载荷,最大工作载荷应控制为百分表不超过40小格,在此围使百分表分别为10、15、20、25、30、35、40小格进行加载实验。通过切换开关分别记录螺栓、套筒的微应变量数值并记录。
8).测试完毕后,卸去轴向工作载荷,卸除预紧力。
2.用LB-87实验机进行实验
《机械设计实验指导书》
徐双满洪建平编
王青温审
机械工程实验教学中心
2011年2月
螺栓联接实验指导书
一.实验目的
1.掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线(即变形协调图)。
2.掌握求联接件(螺栓)刚度C1、被联接件刚度C2、相对刚度C1/C1+C2。
3.了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响,以考察对螺栓疲劳的影响。
6).卸预紧力:松开预紧手轮1。
五.实验注意事项
1.给各油杯及螺母端面加润滑油。
2.螺栓最大应变值με≤800,应避免螺栓过载,最小应变值με1≥400,应避免施加轴向工作载荷后联接开缝,建议预紧力选在螺栓应变值500με左右。
图4-4.测试系统连接原理图
2)测量前应对电桥调平衡,即在电阻应变片未受力的情况下,其阻值未发生改变,电桥的输出信号值为零。当螺栓和被联接件受力时,则贴在其上的电阻应变片R1、R'1的电阻值将发生变化,即电桥的信号输出与受力件的变形成正比,经放大器将其电压信号放大和检波后,经A/D换成与模拟量对应的数字量,显示器显示出螺栓或套筒的微应变量值,经计算后可得到联接副的联接件与被连接件的力和变形的数值。
4).加预紧力:转手轮1,并将电阻箱切换开关到1路,按螺栓的应变值为500με左右进行预紧。分别将切换开关进行切换到1、2路,记录下应变仪显示的微应变值。
加轴向载荷:拧动手轮6,依次按百分表10、15、20、25、30、35、40小格进行加载,分别测量螺栓、套筒的微应变值。
5).卸载:松开手轮6,测力环百分表读数为零,卸载完毕。
螺栓联接的受力和变形,采用在试件上贴电阻应变片,并配接电阻应变仪加以测量,通常应变仪测量的数值为微应变,
其可以表示为式: (4-1)
应变片的接线按半桥接到应变仪上。
材料在弹性限度,应力与应变的关系为:
(4-2)
故螺栓拉力为:
(4-3)
被联接件(套筒)压力为:
(4-4)
螺栓伸长变形为: (4-5)
套筒压缩变形为: (4-6)
2.仪器
1)YJபைடு நூலகம்26型数字电阻应变仪。
2)YJ-26型数字电阻应变仪。
3)PR10-26型预调平衡箱。
三.实验原理
1.力与变形协调关系
在螺栓联接中,当联接副受轴向载荷后,螺栓受拉力,产生拉伸变形;被联接件受压力,产生压缩变形,根据螺栓(联接件)和被联接件预紧力相等,可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中,如4-3所示。当联接副受工作载荷后,螺栓因受轴向工作载荷F作用,其拉力由预紧力Qp增加到总拉力Q,被联接件的压紧力Qp减少到剩余预紧力Qˊp,这时,螺栓伸长变形的增量Δλ1,等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2,即Δλ1=Δλ2=λ,也就是说变形的关系是协调的。因此,又称为变形协调图。
轴向工作载荷可由测力环中百分表读数测出: (4-7)
式中:K—测力环刚度,单位为:公斤/格;S—百分表读数—指针格数;
3.测试系统说明
1)测试系统原理示意图如图4-4所示,图中R1、R1,为贴在螺栓或套筒上的电阻应变片,即受力应变片;R2、R2,为温度补偿片,贴在与螺栓材料相同的零件上;R1、R1,、R2、R,2共同组成外测量半桥,Z3、Z4为应变仪的半桥电阻,与R1、R2组成一个全桥。
四.实验步骤
1.用LB-84实验机步骤
1).在指导老师的指导下,按上图4-4所示的线路连接原理图,将连线接好。
2).将LBX-84实验机的螺栓联接处于卸载状态,测力环应处于不受力状态,且把百分表小指针调为零。
3).打开应变仪电源,后面板开关打到半桥处。
4).按下“基0”开关,调节“电阻平衡”电位器,使显示为0000。