电桥的和差特性

实验六 电桥的和差特性
一、 目的
1．加深理解并验证电桥和差特性，为实测组桥打下基础。

2．掌握静态电阻应变仪全桥测量法。

二、 要求
使用YJD —1型静态电阻应变仪，按照所要求的六种全桥接线进行测量，比较其结果，以验证电桥和差特性分析的结论，电桥相邻两臂应变片有同号变化（应变）时输出电压为两者之差，异号为两者之和（简述为“邻臂同号相减，异号相加”），当相对两臂应变有同号电阻变化时输出电压为两者之和，异号为两者之差（简称为“对臂同号相加，异号相减”）。

三、 实验原理
根据图3—1等臂电桥的输出电压公式：
R
R R R R E U )
(4321∆-∆-∆-∆-
=∆
图3—1 等臂电桥工作情况
可知，通过改变桥臂应变片所受拉压应变情况以改变桥臂电阻变化情况，可使电桥的输出电压具有和差特性。

四、 需用仪器设备和工具材料
调压变压器 1台 YJD —1静动态电阻应变仪 1套
贴好应变片的等强度梁2套
万用表1块
螺丝刀、连接导线等
五、实验步骤
1．按图3—2要求，选用标定梁上所贴应变片组成全桥接入应变仪，接好仪器连接线，检查仪器各开关处于初始位置，请知道教师检查合格后，接通电源，按静态应变测量方法进行仪器调整，直至加载测量。

2．按电桥单臂工作情况（图3—2），对标定梁加载一次（5牛），记下应变仪输出应变读数ε读（με）。

3．同理，如图3—3所示“邻臂同号”和“异号”两种要求，图3—4所示“对臂同号”和“异号”两种要求及图3—5所示“四臂异号”工作要求，分别接线和各加载一次（5牛），记录相应的仪器输出应变读数ε读（每次改变电桥接线时，选择开关均应旋到“A”上，改变后重新调整电桥平衡）。

所得数据填入下表：
4．请指导教师审查实验数据合格后，再关断仪器电源。

整理仪器及实验台。

图3—2 图3—3
图3—4 图3—5
六、 实验报告内容 1．实验基本原理 2．实验数据
（1） 电源电压 （2） 应变片参数
L ×a ： R 0 K 0
（3） 应变仪供测量桥电压 （4） 加载记录和计算值
3．对实验过程中出现的问题以实验结果进行分析。

七：附录
YJD —1型静态电阻应变仪使用说明（应变仪及其电源面板见图2—5）
图2—5 电阻应变仪面板图
1、应变仪测量电桥的接法
测量电桥的接法，分全桥、半桥两种。

这在一般测量中，多数采用半桥法，如图2—6a、b所示。

在a、b两种半桥接法中，必须将三孔连接片在面板上A′B′、C′三个接线柱上短路连接。

如果测量距离超过30公尺或在温度变化比较不等情况下，可采全桥测量法（如图2—6c和d）。

2、静态应变测量方法
（1）把应变仪和电源箱上专用连线接好。

（2）按需要将等强度梁上应变片妥善与仪器连接，并注意各接线柱必须旋紧。

（3）按应变片包装盒上注明的灵敏系数K值，调整灵敏系数盘K与之相符。

（4）使微调、中调、粗调三调节旋钮都指在零位。

（5）使用电池时，将选择开关旋到“A”和“B”处，检查A、B电池的电压值是否正常，正常时指针应偏在红格以内，否则将换用新电池，使用电源箱时可不作检查。

（6）将选择开关旋到“预”上，此时指示器指针应向右偏转，用小型螺丝刀伸入仪器右方之（电阻平衡）及（电容平衡）两孔中反复调整，使指示电表的指针指于零位，然后将开关旋到“静”位置再调节（电阻平衡）使指针指于零位。

在“预”、
“静”反复调整几次后，此时电桥即已预调平衡，以后在测量过程中（电容平衡）可不必再动。

（7）如果应变片的阻值相差较大而不能达到平衡时，可将微调或中调盘的旋钮转相应的档数，并记录其“初始应变读数”然后在调整电阻平衡使指针在零位后可测量。

（8）预调平衡达到后，选择开关旋钮“静”位置，仔细观察仪器工作情况三分钟，指示表指针不应有漂移现象。

（9）进行加载，指针偏出时，估计应变量的大小，相应地旋转“微调”的调节旋钮，使指针回到零，将三个调节器所指读数相加，即为应变读数，“—”表示压缩，“＋”表示拉伸，如有“初始应变读数”时应减去后计算。

3、动态应变测量方法
（1）在动态测量之前，应按前述静态测量要求进行“静”的平衡并将选择开关按估计被测应变值旋到灵敏度“动1”档或高灵敏度“动2”档。

（2）配用合适的光线示波器振子，跨接在“示波”、“”两接线柱上，即可进行示波记录。

（3）在不需记录情况下，也可用阴极射线示波器接在“示波”、“”两接线柱上，观看动态的波形。