桥 路 变 换 接 线 实 验
实验五 全桥DC-DC变换电路实验V2.1版6
实验四 全桥DC/DC 变换电路实验一、实验目的了解全桥DC-DC 变换的工作原理。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理 (1)PWM 的生成原理PWM 调制器用于产生一路PWM 脉冲波,它是由专用芯片TL494产生，其内部原理图如图4-6所示：图4-6 TL494的内部原理图在本实验中，PWM调制器线路如图4-7所示：图4-7 PWM波形发生器外围接线图上图中只利用了TL494的一组输出脉冲。
只要控制TL494的输入端即“1”脚输入一电平,即可以在输出端“8”脚得到占空比可调的PWM脉冲,其脉冲的频率为5.7KHz。
(2)H桥逆变电路结构原理H桥DC/DC逆变电路的结构如图4-8所示。
图4-8 H桥DC/DC变换系统实验图本实验系统的主电路采用单极性PWM控制方式，其中主电路由四个IGBT 管构成H桥，G1～G4分别由PWM产生电路产生后经过驱动电路放大，再送到IGBT相应的栅极，用以控制IGBT管的通断。
单极性的控制方式是这样进行控制的：在图4-8中，左边两个管子的驱动脉冲U G1=-U G2，使VT1和VT2交替导通；而右边两管VT3、VT4因电机的转向施加不同的直流控制信号。
在输出正电压时，V G4恒为正，V G3恒为负，使VT3常通，VT4截止；在输出负电压时，VT3截止而VT4常通。
四个快恢复二极管VD1～VD4用于逆变电路的续流。
四、实验内容TL494及驱动电路触发脉冲的观测。
五、思考题(1)在驱动脉冲形成过程中，为什么要加逻辑延时（死区），延时过长会影响那些指标？(2)H桥变换器的单极式工作模式与双极式工作模式相比有哪些特点？六、实验方法(1)输出正负电压时H桥开关器件控制波形的观测：按系统原理图4-8连接线路。
此时测速发电机输出暂不接入控制系统中。
电流反馈量电位器调至零，使系统处于开环状态。
接通直流电源Us。
用示波器观测TL494输出的PWM脉冲，通过调节给定电压调节电位器，使输出脉冲占空比为 =100%，用万用表测量此时的U c=U cmax，并记录之。
桥路连接实验报告doc
桥路连接实验报告篇一：交流电桥实验报告篇二：结构试验报告土木工程结构试验报告组号：姓名：学号：指导老师：1.前言土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践，从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法，以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论，都离不开试验研究。
因此，土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用，与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。
土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程，与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关，并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。
通过本课程的学习，使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能，掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法，以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。
《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程，也是唯一的一门独立的试验课程。
它的任务是在结构或实验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率）后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。
2.实验实验一电阻应变片的粘贴一、实验目的1、掌握电阻应变片的选用原则及方法。
2、学习常温用应变片的粘贴技术及预埋技术。
二、实验仪表及器材 1、万用电表、兆欧表； 2、钢筋骨架；3、粘结剂（502胶）；应变片；4、砂布、棉球、丙酮、镊子；5、电烙铁、焊锡丝、引线等。
三、实验方法及步骤 1、测点表面的处理钢材：除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹，用丙酮清洗干净。
砼：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。
桥 路 变 换 接 线 实 验
实验五常见力学仪器操作及数据分析专项能力训练——扭组合变形薄壁筒应力测量实验一、实验目的1．用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向，并与理论值进行比较；2．测定弯扭组合变形杆件中分别由弯矩、剪力和转矩所引起的应力，并确定内力分量弯矩、剪力和转矩的实验值。
二、实验仪器和设备1．多功能组合实验装置一台；2．弯扭组合变形实验梁一根；3．TS3860型数字应变仪一台。
三、实验原理和方法弯扭组合薄臂圆筒实验梁是由薄壁圆筒、扇臂、手轮、旋转支座等组成。
实验时，转动手轮，加载螺杆和载荷传感器都向下移动，载荷传感器就有压力电信号输出，此时电子秤数字显示出作用在扇臂端的载荷值。
扇臂端的作用力传递到薄壁圆筒上，使圆筒产生弯扭组合变形。
薄壁圆筒材料为铝，其弹性模量E＝210GPa，泊松比μ＝0.29。
圆筒外径D o＝37mm，壁厚ｔ＝1.8mm。
薄壁圆筒弯扭组合变形受力简图如图5-1所示。
截面I—I为被测位置，由材料力学可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和l转矩。
取其前、后、上、下的A、C、B、D为四个被测点，其应力状态如图5-2所示。
每点处按－45°、0°、＋45°方向粘贴一个三轴45︒应变花（见图5-3（a）。
实验内容和方法如下：图5-1薄壁圆筒受力图图5-2 A、B、C、D点应力状态1．确定主应力大小及方向弯扭组合变形薄壁圆筒表面上的点处于平面应力状态，先用应变花测出三个方向的线应变，随后算出主应变的大小和方向，再运用广义胡克定律公式即可求出主应力的大小和方向。
由于薄壁圆筒上的点处于平面应力状态且材料为钢，与应变片灵敏系数的标定条件不符，故应进行横向效应的修正。
此时只要将主应力公式中的弹性模量E、泊松比μ用表观弹性模量E a、表观泊松比μa代替即可得到修正的主应力公式。
E a、μa的表达式按式（5-1）、式（5-2）分别为μμH H E E --=1)1(0a （5-1） μμμH H --=1a （5-2） 式中：E 、μ——分别为薄壁圆筒材料的弹性模量和泊松比；μ0——应变片灵敏系数标定梁材料的泊松比。
桥路变换接线试验
等强度梁应变测定实验桥路变换接线实验一、实验目的1． 了解用电阻应变片测量应变的原理； 2． 掌握电阻应变仪的使用；3． 测定等强度梁上已粘贴应变片处的应变，验证等强度梁各横截面上应变（应力）相等。
4． 掌握应变片在测量电桥中的各种接线方法；二、实验仪器和设备1. YJ-4501A/SZ 静态数字电阻应变仪；2. 等强度梁实验装置一台；3. 温度补偿块一块。
三、实验原理和方法等强度梁实验装置如图1所示，图中1为等强度梁座体，2为等强度梁，3为等强度梁上下表面粘贴的四片应变片，4为加载砝码（有5个砝码，每个200克），5为水平调节螺钉，6为水平仪，7为磁性表座和百分表。
等强度梁的变形由砝码4加载产生。
等强度梁材料为高强度铝合金，其弹性模量270m G N E 。
等强度梁尺寸见图2。
图1图2在图3的测量电桥中，若在四个桥臂上接入规格相同的电阻应变片，它们的电阻值为R ，灵敏系数为K 。
当构件变形后，各桥臂电阻的变化分别为ΔR 1、ΔR 2、ΔR 3、ΔR 4它们所感受的应变相应为ε1、ε2、ε3、ε4，则BD 端的输出电压U BD为()d AC AC AC BD K U KU R R R R R R R R U U εεεεε44443214321=+--=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆-∆-∆=由此可得应变仪的读数应变为4321εεεεε+--=d在实验中采用了六种不同的桥路接线方法，等强度梁上应变测定已包含在其中。
桥路接线方法实验其读数应变与被测点应变间的关系均可按上式进行分析。
四、实验内容1．单臂（多点）半桥测量a ．采用半桥接线法。
将等强度梁上四个应变片分别接在应变仪背面1~4通道的接线柱A 、B 上，补偿块上的应变片接在接线柱B 、C 上（见图4），应变 仪具体使用祥见应变仪使用说明。
b ．载荷为零时，按顺序将应变仪每个通道的初始显示应变置零，然后按每级200克逐级加载至1000克，记录各级载荷作用下的读数应变。
桥 路 变 换 接 线 实 验
实验四 常见力学仪器操作及数据分析专项能力训练——桥 路 变 换 接 线 实 验一、实验目的1．了解用电阻应变片测量应变的原理；2．进行电阻应变仪的操作练习，熟悉用半桥接线法和全桥接线法测量应变；3．熟悉测量电桥的应用，掌握应变片在测量电桥中的各种接线方法。
4．测量等强度梁的主应力。
二、实验仪器和设备1．TS3860型静态数字应变仪一台；2．多功能组合实验装置一台；3．等强度实验梁一根；4．温度补偿块一块。
三、实验原理和方法桥路变换接线实验是在等强度实验梁上进行。
它是由旋转支架、等强度梁、砝码等组成。
等强度梁材料为高强度铝合金，弹性模量E =70GN/m 2。
在梁的上、下表面沿轴向各粘贴两个应变片，如图4-1所示。
厚度：5mm图4-1 等强度实验梁在图4-2的测量电桥中，若在四个桥臂上接入规格相同的电阻应变片，它们的电阻值为R ，灵敏系数为K 。
当构件变形后，各桥臂电阻的变化分别为ΔR 1、、ΔR 2、ΔR 3、ΔR 4，它们所感受的应变相应为ε1、ε2、ε3、ε4，则BD 端的输出电压由式（4-1）给出RR R R R R R R U U 4321AC BD (4∆+∆-∆-∆= k AC 4321AC 4)(4εεεεεK U K U =+--=（4-1） 由此可得应变仪的读数应变，按式（4-1）为εD ＝ε1＋ε2＋ε3＋ε4在实验中采用了六种不同的接线方式，但其读数应变与被测点应变间的关系均可按上 式进行分析。
四、实验步骤1．单臂测量采用半桥接线法，测量等强度梁上四个应变片的应变值。
将等强度梁上每一个应变片分别接在应变仪不同通道的接线柱A、B上，补偿块上的温度补偿应变片接在应变仪的接线柱B、C上，并使应变仪处于半桥测量状态。
TS3860型静态数字应变仪的操作步骤参见TS3860型静态数字应变仪使用说明书。
载荷为零时，将应变仪预调平衡，然后按每级载荷 2.02N （206g）逐级加载至8.08N（824.2g）（砝码每块206g），多功能组合实验装置的操作步骤参见NH—3型多功能组合实验装置说明书。
等强度梁应变测定实验
Δ R 3 、Δ R 4 它 们 所 感 受 的 应 变 相 应 为 ε 1 、ε 2 、ε 3 、ε 4 ，则 BD 端 的 输 出 电 压 U BD 为
U
BD
=
U
AC
4
ΔR3 U AC K ΔR2 ΔR4 ⎞ ⎛ Δ R1 − − + ⎜ ⎟ = R R R R 4 ⎝ ⎠
(ε 1
− ε
2
− ε
电桥多点接线原理 图4 2． 双 臂 半 桥 测 量
应变仪上多点测量接法
采 用 半 桥 接 线 法 。取 等 强 度 梁 上 、下 表 面 各 一 片 应 变 片 ，在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5a 接 至 接 线 柱 A 、 B 和 B 、 C 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1 （ b ） 。 3． 相 对 两 臂 全 桥 测 量 采 用 全 桥 接 线 法 。取 等 强 度 梁 上 表 面（ 或 下 表 面 ）两 片 应 变 片 ，在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5b 接 至 接 线 柱 A 、 B 和 C 、 D 上 ， 再 把 两 个 补 偿 应 变 片 接 到 B 、 C 和 A、 D 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b） 。 4． 四 臂 全 桥 测 量 采 用 全 桥 接 线 法 。 取 等 强 度 梁 上 的 四 片 应 变 片 ， 在 应 变 仪 上 选 一 通 道 按 图 5c 接 至 接 线 柱 A、 B、 C、 D 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b） 。 5． 串 联 双 臂 半 桥 测 量
二、实验仪器和设备
1. 2. 3. YJ-4501A/SZ 静 态 数 字 电 阻 应 变 仪 ； 等强度梁实验装置一台； 温度补偿块一块。
实验5 静态电阻应变仪的使用与桥路连接
实验静态电阻应变仪的使用与桥路连接一、实验目的1．掌握在静载荷下，使用静态电阻应变仪单点应变和多点应变测量的方法。
2．熟悉电阻应变片半桥、全桥的接线方法并测定等强度梁逐级加载的应变值。
二、试验设备及仪器1．等强度梁2．静态电阻应变仪3．数字万用表、游表卡尺三、实验原理L等强度梁的应力等强度梁如图3—1所示，其截面为矩形；高为A；宽度6，随J的变化而变化，有效长度段的斜率为tgah——等强度梁截面高度；在等强度梁的上表面粘贴纵向电阻应变片，用电阻应仪可以测得在外力户作用下的应变值‘，根据虎克定律可得到应力实验值，即可将实验测得的应力值实与理论应力值dg加以比较分析。
四、电阻应变法电阻应变法测量主要由电阻应变片和电阻应变仪组成。
1，电阻应变片电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状，并用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的，如图2—1所示。
栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。
实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测应变片。
当该部位沿应变片L方向产生线变形时，应变片亦随之一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。
其中R——应变片的初始电阻值；ΔR——应变片电阻变化值；K——应变片的灵敏系数，表示每单位应变所造成的相对电阻变化。
由制造厂家抽样标定给出的，一般K值在2．0左右。
2．电阻应变仪由电阻应变片将构件应变‘转换成电阻片的电阻变化AR，而应变片所产生的电阻变化是很微小的。
通常用惠斯顿电桥方法来测量，如图3—2所示。
电阻构成电桥的四个桥壁。
在对角节点AC上接上电桥工作电压正，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压Ueo。
当四个桥臂上电阻值满足一定关系时，电桥输出电压为零，此时，称电桥平衡。
由电工原理可知，电桥的平衡条件为(3-4)若电桥的四个桥臂为粘贴在构件上的四个应变片，其初始电阻都相等，即R1,R2,R3和R4构件受力前，电桥保持平衡，即U BD。
桥式电路实验报告
桥式电路实验报告桥式电路实验报告引言桥式电路是电子学中常见的电路结构之一，通过利用电桥平衡原理，可以测量电阻、电容和电感等元件的参数。
本次实验旨在通过搭建桥式电路，探究其工作原理，并进行相关参数的测量与分析。
一、实验目的本次实验的主要目的有以下几点：1. 理解桥式电路的基本原理和工作方式；2. 学习搭建桥式电路的方法和技巧；3. 掌握使用电桥测量电阻、电容和电感等元件参数的方法。
二、实验器材和方法1. 实验器材：- 直流电源- 变阻器- 电容器- 电感器- 电阻箱- 万用表- 示波器2. 实验方法：1) 搭建基本的Wheatstone电桥电路；2) 调节变阻器的阻值，使电桥平衡，记录平衡时的变阻器阻值；3) 更换待测元件，如电容器或电感器，重复步骤2，测量其参数。
三、实验原理桥式电路的基本原理是利用电桥平衡条件，即桥路两边电势相等，从而实现对待测元件参数的测量。
当桥路平衡时，可根据电桥的结构和参数推导出待测元件的阻值、电容值或电感值。
常见的桥式电路有Wheatstone电桥、Maxwell电桥和Hayes电桥等，本次实验以Wheatstone电桥为例进行说明。
Wheatstone电桥是由四个电阻组成的桥式电路，其原理如下：1) 当电桥平衡时，两个对角线上的电势差为零，即Va - Vb = 0；2) 根据欧姆定律，可以得到以下关系式：(R1/R2) = (R3/R4)其中，R1、R2为已知电阻，R3为变阻器，R4为待测电阻。
通过调节变阻器R3的阻值，使电桥平衡，即可计算出待测电阻R4的阻值。
四、实验步骤与结果分析1. 搭建Wheatstone电桥电路：根据实验器材清单，搭建Wheatstone电桥电路，确保连接正确无误。
2. 调节变阻器阻值：通过调节变阻器的阻值，使电桥平衡。
记录平衡时的变阻器阻值，并进行多次测量，取平均值。
3. 测量待测元件参数：更换待测元件，如电容器或电感器，重复步骤2，测量其参数。
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实验五常见力学仪器操作及数据分析专项能力训练
——扭组合变形薄壁筒应力测量实验一、实验目的
1．用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向，并与理论值进行比较；
2．测定弯扭组合变形杆件中分别由弯矩、剪力和转矩所引起的应力，并确定内力分量弯矩、剪力和转矩的实验值。
二、实验仪器和设备
1．多功能组合实验装置一台；
2．弯扭组合变形实验梁一根；
3．TS3860型数字应变仪一台。
三、实验原理和方法
弯扭组合薄臂圆筒实验梁是由薄壁圆筒、扇臂、手轮、旋转支座等组成。
实验时，转动手轮，加载螺杆和载荷传感器都向下移动，载荷传感器就有压力电信号输出，此时电子秤数字显示出作用在扇臂端的载荷值。
扇臂端的作用力传递到薄壁圆筒上，使圆筒产生弯扭组合变形。
薄壁圆筒材料为铝，其弹性模量E＝210GPa，泊松比μ＝0.29。
圆筒外径D o＝37mm，壁厚ｔ＝1.8mm。
薄壁圆筒弯扭组合变形受力简图如图5-1所示。
截面I—I为被测位置，由材料力学可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和l转矩。
取其前、后、上、下的A、C、B、D为四个被测点，其应力状态如图5-2所示。
每点处按－45°、0°、＋45°方向粘贴一个三轴45︒应变花（见图5-3（a）。
实验内容和方法如下：
图5-1薄壁圆筒受力图图5-2 A、B、C、D点应力状态1．确定主应力大小及方向
弯扭组合变形薄壁圆筒表面上的点处于平面应力状态，先用应变花测出三个方向的线应变，随后算出主应变的大小和方向，再运用广义胡克定律公式即可求出主应力的大小和方向。
由于薄壁圆筒上的点处于平面应力状态且材料为钢，与应变片灵敏系数的标定条件不符，故应进行横向效应的修正。
此时只要将主应力公式中的弹性模量E、泊松比μ用表观弹性模量E a、表观泊松比μa代替即可得到修正的主应力公式。
E a、μa的表达式按式（5-1）、式（5-2）分别为
μ
μH H E E --=1)1(0a （5-1） μ
μμH H --=1a （5-2） 式中：E 、μ——分别为薄壁圆筒材料的弹性模量和泊松比；
μ0——应变片灵敏系数标定梁材料的泊松比。
标定粱材料为钢，μ0＝0.286； H ——应变片横向效应系数（H ＝0.02，由于H 值较小也可以不做修正）。
参考教材中三轴45︒应变花的计算结果，根据被测点三个方向的应变值ε－45°、ε0°、
ε＋45°可得到修正的主应力计算公式为 ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-+--±++--=-24502045a 4545a 2a a 21)()(21)(211εεεεμεεμμσσE （5-3） 45
4504545022tan εεεεεφ---=-- （5-4） 2．确定单一内力分量及其所引起的应变
（1）将B 、D 两点0︒方向的应变片按图5-3（b ）接成半桥线路进行半桥测量，由应变仪读数应变εMd 即可得到B 、D 两点由弯矩引起的轴向应变εM
2Md
M εε= （5- 5）
将上式代人M ＝εM EW 中，可得到截面I —I 的弯矩实验值为
2Md EW
M ε= （5-6）
（2）剪力Q 及其所引起的应变的测定
将A 、C 两点＋45°方向和－45°方向的应变片按图5-3（c ）接成全桥线路进行全桥测量。
由应变仪读数应变εQD 可得到剪力引起的切应变γQ 的实验值为
2Qd εγ=
Q （5-7）
将式（5-7）代入下式 )
1(4Q μγ+=
EA Q 即可得到截面I —I 的剪力实验值为 )
1(8Qd με+=EA Q （5-8）
图5-3 薄壁圆筒布片及接线图
（3）转矩M n 及其所引起应变的测定
将A 、C 两点＋45°方向和－45°方向的应变片按图5-3（d ）接成全桥线路进行全桥测量。
由应变仪读数应变εnd 可得到转矩引起的切应变γn 的实验值为
2nd n εγ=
（5-9）
将式（5-9）代人下式 )
1(2p n n μγ+=
EW M 即可得到截面I —I 的转矩实验值为 )1(4p nd n με+=
EW M （5-10） 四、实验步骤
1．将载荷传感器电源及信号线与数字电子秤连接。
2．打开电子秤及应变仪电源，检查仪器的工作是否正常。
3．将薄壁圆筒上的应变片按不同测试要求接入应变仪，组成不同的测量电桥。
（1）将A 、B 、C 、D 各点的应变片按半桥接线法依次接入应变仪进行单臂测量。
各应变片共用1～2个公共温度补偿片。
（2）将B 、D 两点0︒方向的应变片按图5-3（b ）接成半桥线路进行半桥测量。
-︒方向的应变片按图5-3（c）接成全桥线路进行全（3）将A、C两点＋45︒方向和45
桥测量。
应变仪具体操作参见TS3860数字应变仪使用说明书。
4．预加载荷10Kg，调节应变仪置零，或记录应变仪的初读数，再按30Kg、50Kg、70Kg、90Kg、分级加载，并记录各级载荷下应变仪的读数应变。
五、实验结果的处理
算出下列数据的实验值.
1、A、B、C、D四点的主应力大小及方向。
2、截面上分别由弯矩、剪力和转矩所引起的最大应力值。
3、截面I—I上的内力分量弯矩、剪力和转矩值。
实验记录和计算数据表格可参考表5-1、表5-2、表5-3和表5-4。
六、思考题
1、测量单一内力分量引起的应变，还可以采用哪几种桥路接线法?
2、本实验中能否用二轴45O应变花代替三轴45O应变花来确定主应力的大小和方向?为什么？。