四臂全桥性能实验讲述
测试技术实验报告
一、交流全桥的应用——电子秤实验一、实验目的：本实验说明交流激励的金属箔式应变电桥的实际应用。
二、实验内容：本实验说明交流电的四臂应变电桥的原理和实际应用情况，在相敏检波器中整形电路的作用下将输入的正弦波正转换成方波。
交流电桥比直流电桥有更高的灵敏度。
当阻容网络rc 不变时，相移将随输入信号的频率而变化，增大相角可以进一步提高灵敏度。
三、实验要求：1．电桥接入5khz交流。
2．组桥应注意接成差动式，即相邻电阻的受力方向相反。
四、实验装置：1．传感器系统实验仪 csy型 10台2．通用示波器 cos5020b 10台3．七喜电脑 8台4．消耗材料霍尔片(专用) 1个插接线(专用) 10个基层电池(9v) 10个五、实验步骤：1．按图3接线，组成全桥，音频和差放幅度旋钮适当，以毫伏表在50mv档时用手提压梁时毫伏表指针满档为宜。
图3 接线图2．在悬臂梁顶端磁钢上放好称重平台，在梁处于水平状态时调整电桥的调平衡电位器wd 和wa，使系统输出为零。
3．在称重平台上逐步加上砝码进行标定，并将结果填入表3。
表3 实验数据4．取走砝码，在平台上加一未知重量的重物，记下电压表读数。
六、实验数据及处理：在称重平台上每加—个砝码w，记下—个输出v值，对电子称进行标定。
用方格纸画出w――v曲线，根据标定曲线计算出未知-重量重物的重量。
回归方程为v=0.044w-0.06,当v=1.16时，w=27.73g.二、霍尔传感器的直流激励特性实验一、实验目的：了解霍尔传感器的直流激励特性。
二、实验内容：给霍尔传感器通以直流电源，经差动放大器放大，当测微头随振动台上、下移动时，就有霍尔电势输出，从而可以测出霍尔传感器在直流激励下的输出特性。
三、实验原理：由两个半圆形永久磁钢组成梯度磁场，位于梯度磁场中的霍尔元件（霍尔片）通过底座连接在振动台上。
当霍尔片通以恒定电流时，将输出霍尔电势。
改变振动台的位置，霍尔片就在梯度磁场中上下移动，霍尔电势v值大小与其在磁场中的位移量x有关。
传感器实验报告
传感器实验报告实验一金属箔式应变片单臂电桥实验数据处理线性拟合V=5.767*x-0.422 灵敏度为5.767思考题：（1） 本实验电路对直流稳压电源有何要求，对放大器有何要求。
直流稳压源输出应稳定，且不超过负载的额定值。
放大器应对差模信号有较好放大作用，无零漂或零漂小可忽略。
（2）将应变片换成横向补偿片后，又会产生怎样的数据，并根据其结构说明原因。
灵敏度将大幅度降低，线性性也将变差，电压随位移的变化将变得十分小。
因为横向补偿片原本是横向粘贴在悬梁臂上的，用于补偿应变片测量的横向效应。
在悬梁臂形变的时候，横向补偿片仅仅横向部分发生形变，而应变片敏感栅往往很粗而且有效长度短，因此阻值变化小。
实验二金属箔式应变片双臂电桥（半桥）实验数据处理V=11.95*x+0.778灵敏度为11.95思考题：（1）根据应变片受力情况变化，对实验结果作出解释。
在梁上下表面受力方向相反的应变片相当于将形变放大两倍，，因此，ΔV/ΔX大约是实验一中的两倍。
（2）将受力方向相反的两片应变片换成同方向应变片后，情况又会怎样。
同方向的两片应变片相互抵消，输出为零。
（3）比较单臂，半桥两种接法的灵敏度。
在相同形变量下，半桥的灵敏度约是单臂的两倍。
实验三金属箔式应变片四臂电桥(全桥)的静态位移性能V=24.15*x+1.4灵敏度问24.15思考题：（1）如果不考虑应变片的受力方向，结果又会怎样。
对臂应变片的受力方向应接成相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则相互抵消没有输出（2）比较单臂，半桥，全桥各种接法的灵敏度。
在相同形变量下，半桥灵敏度约是单臂的两倍，全桥灵敏度越是半桥的两倍，即约为全桥的四倍。
实验四金属箔式应变片四臂电桥（全桥）振动时的幅频性能实验数据处理思考题：（1）在实验过程中，观察示波器读出频率与频率表示值是否一致，据此，根据应变片的幅频特性可作何应用。
不一致。
可以根据这个原理反向测出梁的震动频率，利用应变片读出峰值，在找到对应的频率值即可。
(整理)电桥性能实验
直流电桥原理在进行金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能实验之前，我们有必要先来介绍一下直流电桥的相关知识。
电桥电路有直流电桥和交流电桥两种。
电桥电路的主要指标是桥路灵敏度、非线性和负载特性。
下面具体讨论有关直流电路和与之相关的这几项指标。
一、 平衡条件直流电桥的基本形式如图1-1所示。
R 1， R 2，R 3 ， R 4 为电桥的桥臂电阻，R L 为其负载（可以是测量仪表内阻或其他负载）。
当R L∞时，电桥的输出电压V 0应为V 0=E(433211R R R R R R +-+)当电桥平衡时，V0=0，由上式可得到R 1R 4=R 2R 3 或4321R R R R =（1-1）图1-1式（1-1）秤为电桥平衡条件。
平衡电桥就是桥路中相邻两桥臂阻值之比应相等，桥路相邻两臂阻值之比相等方可使流过负载电阻的电流为零。
二、 平衡状态 1.单臂直流电桥所谓单臂就是电桥中一桥臂为电阻式传感器，且其电阻变化为△R ，其它桥臂为阻值固定不变，这时电桥输出电压V 0≠0（此时仍视电桥为开路状态），则不平衡电桥输出电压V 0为V 0= E R R R R R R R R R R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆⎪⎭⎫ ⎝⎛341211114113 (1-2)设桥臂比n=12R R ，由于△R 1《R 1，分母中11R R ∆可忽略，输出电压便为V"0=E R R R R R R R R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆⎪⎭⎫ ⎝⎛3412114113这是理想情况，式（1-2）为实际输出电压，由此可求出电桥非线性误差。
实际的非线性特性曲线与理想线性曲线的偏差秤为绝对非线性误差。
则其相对线性误差r 为：r=''000V V V -= ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-1211111R R R R R R =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-n R R R R 11111 （1-3）由此可见，非线性误差与电阻相对变化11R R ∆有关，当11R R ∆较大时，就不可忽略误差了。
全桥实验报告总结
全桥实验报告总结引言全桥实验是电子电路实验中非常重要的一种实验方法，通过该实验可以学习和掌握全桥电路的工作原理和应用。
本次实验旨在通过搭建全桥电路，研究其在不同工作条件下的特性及其应用。
实验目的1. 研究全桥电路的工作原理；2. 学习计算和测量全桥电路的参数；3. 了解全桥电路在实际中的应用。
实验方法1. 按照实验要求，搭建全桥电路；2. 使用万用表测量桥臂电阻和极限功率；3. 调节电源电压，观察全桥电路工作状态的变化；4. 使用示波器观察桥臂电压和输出电压波形。
实验结果通过实验，我们得到了以下结果：1. 测量得到的各桥臂电阻与理论计算值非常接近，说明搭建的电路准确可靠；2. 调节电源电压时，当电压趋近于理论工作电压时，全桥电路的输出电压将会增大；3. 在保持电源电压不变的情况下，改变外接负载电阻，可以观察到全桥电路输出电压的变化；4. 利用示波器观察到的波形，确定了全桥电路的工作状态，进一步验证了实验结果。
实验分析根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 全桥电路是一种非常稳定和精确的电路，能够实现较大的电压放大；2. 全桥电路在理论工作电压下输出电压最大，在满足工作条件的前提下，可以通过调节电源电压来控制输出电压；3. 外接负载电阻的变化会对全桥电路的输出电压产生影响，可以利用这一特点实现电压控制功能；4. 根据示波器观察到的波形，可以判断全桥电路的工作状态，确保电路的正常工作。
实验应用全桥电路在实际中有很广泛的应用，如：1. 全桥电路可以用于温度测量，根据测量物体的电阻变化，计算得到其温度；2. 全桥电路可以用于施加精确的电压或电流，用于实验室或工业领域的仪器和设备中；3. 全桥电路可以用于传感器测量，例如压力、湿度等，通过传感器测量值的变化，得到需要的物理量；4. 全桥电路可以用于电子秤、血压计等仪器的电气部分，实现精确的测量和控制。
实验总结通过本次实验，我们深入学习了全桥电路的工作原理及应用，通过实际搭建和测试，加深了对该电路的理解。
太原理工大学学生实验报告
太原理工大学学生实验报告图1-1太原理工大学学生实验报告图2-2 应变式传感器安装示意图金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。
金属的电阻表达式为：lSρ= （1） 当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ∆，横截面积相应减小S ∆，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ∆，故引起电阻值变化R ∆。
对式（1）全微分，并用相对变化量来表示，图2-1应变式传感器信号调理实验电路图图2-3 应变式传感器单臂电桥实验接线图计算系统灵敏度W∆=/（US∆U∆输出电压的变化量，∆（多次测量时为平均值）为输出值与拟合直线的最大×100％式中m满量程输出平均值，此处为200g。
要在砝码盘上放置超过1kg的物体，否则容易损坏传感器。
，绝不可错接成±15V，否则可能烧毁应变片。
太原理工大学学生实验报告图3-1 应变式传感器半桥实验接线图太原理工大学学生实验报告图4-1 应变式传感器全桥实验接线图五、实验注意事项要在砝码盘上放置超过1kg的物体，否则容易损坏传感器。
桥的电压为±5V，绝不可错接成±15V。
六、实验数据太原理工大学学生实验报告图5-2图5-1圆柱形差动式电容传感器示意图图5-2圆柱形差动式电容传感器实验装置安装示意图。
电容式传感器调理模块的电路图如图5-3所示图5-3三、实验设备THVZ-1型传感器实验箱、电容传感器、测微头、万用表（自备）、信号调理挂箱、电容式传感器调理模块。
四、实验步骤1．将“电容传感器调理模块电路图”插放到相应的实验挂箱上，在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（电源的大小及正负极性不能接错）；2．将电容式传感器引线插头插入信号调理挂箱“电容式传感器调理模块”旁边的黑色九芯插孔中；3．调节“电容式传感器调理模块”上的电位器Rw1，逆时针调节Rw1使旋到底。
用万用表测量此模块上输出两端的电压Uo；本科实验报告课程名称：传感器原理与检测技术实验项目：实验地点：北区多学科楼406专业班级：信息08-2 学号：2008100780 学生姓名：刘洁琼指导教师：乔铁柱沈慧钧李槐生2011年11 月14 日。
实验一应变片：单臂、半桥、全桥比较
实验一应变片：单臂、半桥、全桥比较
本次实验中，我们使用了三种不同类型的应变片：单臂应变片、半桥应变片和全桥应
变片。
这些应变片都是用于测量材料的应变变化。
应变片可以将应变变化转化为电信号，
用于测量物体的应变状态。
通过本次实验，我们将比较这三种不同类型的应变片的性能。
单臂应变片是最基本的应变片类型，它由一个被电焊在试件上的直线形变感应器组成。
当试件发生应变时，直线形变感应器的电阻值也会随之发生变化。
单臂应变片可以提供与
应变成正比的电压信号。
在实验中，我们使用单臂应变片来测试试件的应变变化。
半桥应变片由两个被电焊到试件表面的直线形变感应器组成，形成了一个不完整的电路。
当试件发生应变时，其中一个感应器的电阻值会增加，而另一个感应器的电阻值会减少，从而产生电压差。
半桥应变片可以提供比单臂应变片更高的灵敏度和更稳定的输出信号。
在这次实验中，我们在手动加载的条件下使用三种不同类型的应变片来测量试件的应
变变化。
在单臂应变片和半桥应变片的情况下，我们可以很容易地得到试件的应变变化。
然而，在使用全桥应变片时，需要进行更复杂的电路连接和校准过程才能得到准确的测量
结果。
总的来说，单臂应变片是最简单的应变片类型，但其灵敏度和稳定性较低。
半桥应变
片具有更高的灵敏度和稳定性，但需要更复杂的电路连接。
全桥应变片是最灵敏、最稳定
和最准确的应变片类型，但也需要最复杂的电路连接和校准过程。
因此，在实际应用中，
我们需要根据具体案例来选择适当的应变片类型。
全桥性能实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除全桥性能实验报告篇一：金属箔式应变片——全桥性能实验实验报告金属箔式应变片——全桥性能实验实验报告一．实验目的：了解全桥测量电路的优点。
二．基本原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，受力方向不同的接入邻边，当应变片初始阻值：R1?R2?R3?R4，其变化值?R1??R2??R3??R4时，其桥路输出电压uo3?Ke?。
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．需用器件和单元：应变单元电路、应变式传感器、砝码、数显表（实验箱上电压表）、±4V电源、万用表。
四．实验步骤：图1应变式传感器全桥实验接线图1.保持单臂、半桥实验中的Rw3和Rw4的当前位置不变。
2.根据图1接线，实验方法与半桥实验相同，全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，将实验结果填入表1；进行灵敏度和非线性误差计算。
表1全桥输出电压与加负载重量值3.根据表1计算系统灵敏度s，s??u/?w（?u输出电压变化量；?w重量变化量）；计算非线性误差：?f1??m/yF?s?100%，式中?m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满量程输出平均值。
五．实验结果计算1．计算系统灵敏度s，s??u/?w（?u输出电压变化量；?w重量变化量）表2全桥测量灵敏度2．计算非线性误差：?f1??m/yF?s?100%，式中?m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 满量程输出平均值。
实验时，测的最大重量为80(g)，因此，yF?s?0.157(电压表测得)、yF?s=0.15293(LAbVIew测得)（1）由电压表测得数据拟合得到的方程为：y?0.0017x?0.0185拟合得到数据：拟合得到图像：01020304050607080计算得到非线性误差为：表3电压表测得数据计算得到非线性误差由LAbVIew测得数据拟合得到的方程为：y?0.0017x?0.0182拟合得到数据：拟合得到图像：01020304050607080计算得到非线性误差为：表4LAbVIew测得数据计算得到非线性误差六．试验后感通过本次实验，我了解了用全桥电路对物体侧重的方便性，以及全桥电路的高灵敏性，相信通过本次实验可以帮助我在以后的实验以及生活中更好地运用全桥电路。
实验一(应变力传感器标定及称重实验)报告内容
实验一(应变力传感器标定及称重实验)报告内容
第_____组成员名单：
1. 单臂电桥性能实验
1.1 单臂电桥测量时输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压
（mV）
1.2 通过数据拟合,求出单臂电桥测量时输入输出特性曲线方程
2. 双臂电桥性能实验
2.1 双臂电桥测量时输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压
（mV）
2.2 通过数据拟合,求出双臂电桥测量时输入输出特性曲线方程
3. 四臂全桥性能实验
3.1 四臂全桥测量时输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压
（mV）
3.2 通过数据拟合,求出四臂全桥测量时输入输出特性曲线方程
性曲线。
3.5 简单说明各电位器在电路中所起作用。
4. 直流全桥的应用——称重实验
4.1称重实验中输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压（mV）
4.2 将上表数据与拟合曲线对比，分析产生误差的原因,并计算误差与非线性误差。
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0
M/g
3 请比较单臂电桥，双臂半桥及四臂全桥的 灵敏度和输出特性曲线。选取其中一种测 量电路来完成电子称的实验。
三
需用器件与单元
应变式传感器实验模块、砝码、数显表、 +-15V电源、+-5V电源。
四 实验内容与步骤：
1 将主控箱上的+-15V电源接入应变式传感 器实验模块，并将RW2调至中间位置； 2 对差动运算放大器进行调零： ①将差动运算放大器的输入端与地点短接； ②将对差动运算放大器的输出端与数显表 +的输入端相连； ③调节RW3，使数显表的显示为0 注意：此时数显表选择2V档位
实训三 四臂全桥性能实验
一 实验目的：
1 掌握电阻应变式传感器测量电路的连接、 调试； 2 检测四臂全桥电路的工作原理和性能
二 实验原理：
全桥电路中，将受力性质相同的两个应 变片接入电桥对边。当应变片初始值时， R1=R2=R3=R4，当受力产生变化时， Δ R1= Δ R2= Δ R3= Δ R4,其输出电压 Uₒ=KE。其输出灵敏度臂半桥又提高了一 倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
3 按图接线，调整RW1，使数显表显示为0
R1 R2 R3 R5 R2 R3 R4 R1 接差放 R4
R6 R8 +5v
R7
-5v RW1
4 依次加上砝mv）
实验小结
1 请计算四臂全桥的灵敏度 S= Δ U／Δ M 2 请绘制传感器此时的线性曲线