电阻应变片式传感器应用实验
实验七电阻应变片传感器灵敏度的测量
48实验七 电阻应变片传感器灵敏度的测量在众多的传感器中，有一大类是通过电阻参数的变化来实现电测非电量目的的，它们统称为电阻式传感器．由于各种电阻材料受被测量(如位移、应变、压力、温度、加速度等)作用转换成电阻参数变化的机理各不相同，因而电阻式传感器的种类多且应用范围广．其中常用的就是利用某些金属或半导体材料制成的电阻应变片传感器，它是一种力敏传感器．【实验目的】1．了解电阻应变片传感器的转换原理；2．掌握电阻应变片直流电桥的工作原理和特性；3．利用电阻应变片直流电桥测量传感器的电压输出灵敏度．【实验原理】1．应变片的转换原理电阻应变片传感器由粘贴了电阻应变敏感元件的弹性元件和变换测量电路组成．被测力学量作用在一定形状的弹性元件上（如悬臂梁等）使之产生变形．这时，粘贴在其上的电阻应变敏感元件将力学量引起的形变转化为自身电阻值的变化，再由变换测量电路将电阻的变化转化为电压变化后输出．工程中使用最多的电阻应变敏感元件是金属箔或半导体电阻应变片． 考查一段园截面的导体（金属丝），图1，设其长为L ，截面积为A （直径为D ），原始电阻为RAL R r= （1）式中，r 为金属丝的电阻率．当金属丝受到轴向力F 而被拉伸（或压缩）产生形变，其电阻值会随之变化．通过对 （1）式两边取对数后再取全微分得：图1 金属丝拉伸后的电阻变化图2 直流电桥原理49rr d A dA L dL R dR +-= （2）式中e =L dL 为材料轴向线应变，且DdDA dA 2=．根据材料力学，在金属丝单向受力状态下，有LdLD dD m -= （3）式中m 为导体材料的泊松比．因此，有rr m d L dL R dR ++=)21( （4）实验发现，金属材料电阻率的相对变化与其体积的相对变化间的关系为V dV c d ×=r r （5）式中，c 为常数（由一定的材料和加工方式决定），e m )21(-=+=AdAL dL V dV ．将式（5）代入（4），且当△R <<R 时，可得()()[]e e m m K c RR=-++=D 2121 （6）式中，)21()21(m m -++=c K 为金属丝材料的应变灵敏系数．上式表明，金属材料电阻的相对变化与其线应变成正比．这就是金属材料的应变电阻效应．2．电桥的工作原理和特性 （1）电桥的工作原理 图2是一个直流电桥．A 、C 端接直流电源，称供桥端，U o 称供桥电压；B 、D 端接测量仪器，称输出端úúûùêêëé÷÷øöççèæ+-÷÷øöççèæ+=+=2124330R R R R R R U U U U CD BC BD （7）由式（7）可知，当电桥输出电压为零时电桥处于平衡状态．为保证测量的准确性，在实测之前应使电桥平衡（称为预调平衡）．50（2）电桥的加减特性 电桥的四个桥臂都由应变片组成，则工作时各桥臂的电阻状态都将发生变化(电阻拉伸时，阻值增加；电阻压缩时，阻值减小)，电桥也将有电压输出．当供桥电压一定且△R i <<R i 时，44332211dR R UdR R U dR R U dR R U dU ¶¶+¶¶+¶¶+¶¶=（8）其中BD U U =．对于全等臂电桥，R 1=R 2=R 3=R 4=R ，各桥臂应变片灵敏系数相同，上式可简化为÷÷øöççèæ-+-=4433221104R dR R dR R dR R dR U dU（9）当△R i <<R 时，此时可用电压输出增量式表示)(4443210443322110e e e e -+-=÷÷øöççèæD -D +D -D =D K U R R R R R R R R U U （10）式（10）为电桥转换原理的一般形式，现讨论如下：（a ）当只有一个桥臂接应变片时（称为单臂电桥），桥臂R 1为工作臂，且工作时电阻由R 变为R +△R ，其余各臂为固定电阻R （△R 2=△R 3=△R 4=0），则式（10）变为e K U R R U U 4400=÷øöçèæD =D （11）（b ）若两个相邻臂接应变片时（称为双臂电桥，即半桥），（见图3）即桥臂R 1、R 2为工作臂，且工作时有电阻增量△R 1、△R 2，而R 3和R 4臂为固定电阻R （△R 3=△R 4=0）．当两桥臂电阻同时拉伸或同时压缩时，则有△R 1=△R 2=△R ，由式（10）可得△U =0．当一桥臂电阻拉伸一桥臂压缩时，则有△R 1=△R ，△R 2=－△R ，由式（10）可得úûùêëé=úûùêëé÷øöçèæD =D e K U R R U U 424200 （12）（c ）当四个桥臂全接应变片时（称为全桥），（见图4），R 1=R 2=R 3=R 4=R ，都是工作臂，△R 1=△R 3=△R ，△R 2=△R 4=－△R ，则式（10）变为51úûùêëé=úûùêëé÷øöçèæD =D e K U R R U U 444400（13）此时电桥的输出比单臂工作时提高了四倍，比双臂工作时提高了二倍．（3）电桥的灵敏度电桥的灵敏度S u 是单位电阻变化率所对应的输出电压的大小RRR R R R R R R R U R R U S u D ÷÷øöççèæD -D +D -D =÷øöçèæD D =4433221104（14）令÷øöçèæD ÷÷øöççèæD -D +D -D =R R R R R R R R R R n 44332211 （15）则4U nS u = （16）式中，n 为电桥的工作臂系数．由上式可知，电桥的工作臂系数愈大，则电桥的灵敏度愈高，因此，测量时可利用电桥的加减特性来合理组桥，以增加n 及测量灵敏度．【实验仪器】直流稳压电源±4V ，金属箔式电阻应变片（两两、直流平衡电位器W D ，平行式单臂悬臂梁、测微头、差动放大器直流电源开关、差动放大器和数字电压表．【实验内容】1．金属箔电阻应变片传感器单臂电桥灵敏度测量R 图3 两个相邻臂工作的电桥R 图4 全臂工作的电桥（1）熟悉各部件配置、功能、使用方法、操作注意事项和附录等；（2）开启仪器及放大器电源，放大器输出调零（输入端对地短路，输出端接电压表，增益旋钮顺时针方向轻旋到底，旋转调零旋钮使输出为零．）；（3）调零后电位器位置不要变化，并关闭仪器电源；（4）按图5将实验部件用实验线连接成测试单臂桥路．桥路中R2，R3，R4为电桥中固定电阻，W D为直流平衡调节电位器，R1为±4V．将测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态；（5）确认接线无误后开启仪器及放大器电源，同时预热数分钟．调整电桥W D电位器，图5使测试系统输出为零；（6）旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各5 mm，测微头每移动0.5 mm记录一个放大器输出电压值，并列表：位移x（mm）电压（V）（7）利用最小二乘法计算单臂电桥电压输出灵敏度S，S = ΔV/Δx，并做出V～x关系曲线．（8）改变应变桥，接成半桥、全桥，照（4）、（5）、（6）和（7）的方法分别测量；（9）比较三种应变桥的灵敏度，并做出定性的结论．【注意事项】1．实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰．2．接插线插入插孔时轻轻地做一小角度的转动，以保证接触良好，拔出时也轻轻地转动一下拔出，切记用力拉扯接插线尾部，以免造成内部导线断裂．3．稳压电源不能对地短路．4．应变片接入电桥时注意其受力方向．要接成差动形式．5．直流激励电压不能过大，以免造成应变片自然损坏．【思考题】拟在等截面的单臂悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成的全桥电路，试问：（1）四个应变片怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路？52532．右图为一应变片直流电桥,其中U 0 = 4V ，R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 120 W ，试求：（1）R 1为金属应变片，其余为固定电阻，当R 1增量为△R 1 = 1.2 W 时，电桥输出电压U = ?（2）R 1、R 2为应变片，且批号相同，感受应变的极性和大小都相同，R 3、R 4为固定电阻，问能否进行应变测量？（3）在题（2）中，如R 2 和R 1感受应变的极性相反，且W =D =D 2.121R R .问输出电压？ （4）由题（1）～题（3）能否得出什么结论或推论？【附录】应变梁位置和结构（如右图）应变梁位于仪器工作台部分的左边，是一副平行式悬臂梁．平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有八片应变片，受力工作片分别用符号示．其中六片为金属箔式应变片（BHF-350）．横向所贴的两片为温度补偿片，用表示．片上标有“BY ”字样的为半导体式应变片，灵敏系数为130．悬臂梁正视图俯视图箔式工作片补偿片永久磁钢。
电阻应变片压力传感器实验报告
电阻应变片压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器——实验报告院系：管理学院姓名：胡阳学号：PB12214074电阻应变式传感器实验内容1、自己设法确认各传感器的受力是拉伸还是压缩力，并用图示说明。
2、利用所提供的元件连接单臂电桥，桥电压由万用表给出，记下零点电压。
3、依次增加砝码，测量单臂电桥的m~U定标曲线。
有了定标曲线后，就作成了一台简易的电子秤。
提示：电子秤的量程约2公斤，请勿加载过重的物体，以免损坏应变片。
4、测量待测物体的质量。
5、连接全桥电路，重复1~3步。
6、比较电路的灵敏度。
7、实验总结数据处理:1.单臂，全桥的定标线（一）单臂电桥-52.6-52.7U/mV-52.9-53.0-53.1-53.20100200300400500m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -53.17155 0.00501B 0.00107 1.65553E-5------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99952 0.00692 6 0.0001（二）全桥：0.0530.0520.051U/V0.0490.0480100200300400500600m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.05271 2.06453E-5B -7.33992E-6 5.71108E-8------------------------------------------------------------R SD N P-------------------------------------------------------------0.99985 3.02908E-5 7 0.0001------------------------------------------------------------2、待测物体质量，比较两种电路灵敏度：单臂电桥：U= -53.17155 +0.00107 * m ; 待测物体电压：-52.57mV代入式子求得待测物体质量：m=562.20g全桥电路：U=0.05271 +（-7.33992E-6）* m；待测物体电压：0.0493V代入式子求得待测物体质量：m=464.58g单臂电桥S1=0.00107（mV/g）全桥电路S2=0.00734（mV/g）可知S3S2S1，即全桥电路的灵敏度高，单臂电桥的灵敏度低。
电阻应变式传感器实验报告
电阻应变式传感器实验报告电阻应变式传感器实验报告导言：电阻应变式传感器是一种常见的传感器类型，广泛应用于各个领域。
本实验旨在通过实际操作和数据收集，了解电阻应变式传感器的原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是通过测量电阻应变式传感器在不同应变下的电阻变化，了解其工作原理和特性。
同时，通过实验数据的处理，掌握电阻应变式传感器的灵敏度和线性范围。
二、实验器材和原理1. 实验器材：- 电阻应变式传感器- 电源- 电压表- 电流表- 变压器- 桥式电路- 数据采集仪2. 实验原理：电阻应变式传感器是利用材料在受力作用下产生应变，从而改变电阻值的原理。
当传感器受到外力作用时，其内部的应变片会产生应变，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以间接得到外力的大小。
三、实验步骤1. 将电阻应变式传感器连接到桥式电路中，调节桥臂上的电阻，使得桥路平衡。
2. 施加外力，使传感器产生应变。
3. 通过电压表和电流表测量桥路的电压和电流值。
4. 记录不同应变下的电压和电流值，并计算电阻值的变化。
四、实验数据处理1. 根据实验记录的电压和电流值，计算电阻值的变化。
2. 绘制电阻值与应变的关系曲线，分析其线性范围和灵敏度。
3. 根据实验结果，评估电阻应变式传感器的性能和适用范围。
五、实验结果和讨论根据实验数据处理的结果，我们可以得出电阻应变式传感器在不同应变下的电阻变化曲线。
通过分析曲线，我们可以确定其线性范围和灵敏度。
同时，我们还可以评估传感器的稳定性和精确度。
六、实验结论通过本实验，我们深入了解了电阻应变式传感器的工作原理和特性。
实验结果表明，电阻应变式传感器具有较好的线性范围和灵敏度，适用于各种测量场合。
然而，其稳定性和精确度仍需进一步改进。
七、实验总结本实验通过实际操作和数据处理，使我们对电阻应变式传感器有了更深入的认识。
同时，也让我们了解到传感器在实际应用中的一些局限性和改进方向。
通过不断的实验和研究，我们可以进一步提高传感器的性能和精确度，以满足不同领域的需求。
传感器检测实验报告
一、实验目的1. 了解传感器的基本原理和检测方法。
2. 掌握不同类型传感器的应用和特性。
3. 通过实验，验证传感器检测的准确性和可靠性。
4. 培养动手能力和分析问题的能力。
二、实验原理传感器是将物理量、化学量、生物量等非电学量转换为电学量的装置。
本实验主要涉及以下几种传感器：1. 电阻应变式传感器：利用应变片将应变转换为电阻变化，从而测量应变。
2. 电感式传感器：利用线圈的自感或互感变化，将物理量转换为电感变化，从而测量物理量。
3. 电容传感器：利用电容的变化，将物理量转换为电容变化，从而测量物理量。
4. 压电式传感器：利用压电效应，将物理量转换为电荷变化，从而测量物理量。
三、实验仪器与设备1. 电阻应变式传感器实验装置2. 电感式传感器实验装置3. 电容传感器实验装置4. 压电式传感器实验装置5. 数字万用表6. 示波器7. 信号发生器8. 振动台四、实验步骤1. 电阻应变式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的应变值和电压值。
（4）分析应变值和电压值之间的关系，验证电阻应变式传感器的检测原理。
2. 电感式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的电感值和电压值。
（4）分析电感值和电压值之间的关系，验证电感式传感器的检测原理。
3. 电容传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的电容值和电压值。
（4）分析电容值和电压值之间的关系，验证电容传感器检测原理。
4. 压电式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
传感器实验报告
传感器实验报告传感器实验实验⼀、电阻应变⽚传感器1．实验⽬的(1) 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。
(2) 了解半桥的⼯作原理，⽐较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点(3) 了解全桥测量电路的原理及优点。
(4) 了解应变直流全桥的应⽤及电路的标定。
2．实验数据整理与分析由以上两趋势图可以看出，其中⼀个20.9997R =,另⼀个20.9999R =，两个的线性都较好。
其中产⽣⾮线性的原因主要有：（1）04x R e e R R ?=+?，0e 和R ?并不成严格的线性关系，只有当0R R ?<<才有04x Re e R=，所以理论上并不是绝对线性的，总会出现⼀些⾮线性。
（2）应变⽚与材料的性能有关，这也可能产⽣⾮线性。
（3）实验中外界因素的影响，包括外界温度之类的影响。
为什么半桥的输出灵敏度⽐单臂时⾼出⼀倍，且⾮线性误差也得到改善？答：单臂：04x R e e R ?=半桥：1201()2x R R e e R R ??=-灵敏度公式：U S W=；所以半桥测量时是单臂测量的灵敏度的两倍。
0k 受电阻变化影响变得很⼩改善了⾮线性误差。
3．思考题a ．半桥测量时两⽚不同受⼒状态的电阻应变⽚接⼊电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。
解：邻边 b ．桥路（差动电桥）测量时存在⾮线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在⾮线性（2）应变⽚应变效应是⾮线性的（3）调零值不是真正为零。
解：（1）（2）（3）。
c ．全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）值R 相同时，即R1＝R3，R2＝R4，⽽R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以。
解：（1）d ．某⼯程技术⼈员在进⾏材料拉⼒测试时在棒材上贴了两组应变⽚，如何利⽤这四⽚电阻应变⽚组成电桥，是否需要外加电阻。
解：可组成全路电桥实验⼆差动变压器1.实验⽬的(1)了解差动变压器的⼯作原理和特性(2)了解三段式差动变压器的结构(3)了解差动变压零点残余电压组成及其补偿⽅法(4)了解激励频率低差动变压器输出的影响2.实验数据整理与分析实验A中产⽣⾮线性误差的原因：（1）存在零点残余电压（2）零点附近波动较⼤（3）读数时的⼈为误差分析产⽣零点残余电压的原因，对差动变压器的性能有哪些不利影响。
第07单元 电阻应变式传感器应用——称重实验
砝码产生的实际电压变化值:
（3）观察场景模拟实验界面情况 （4）更换砝码
片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。
（1）电子应变片的结构
金属丝式应变片的结构包括： 1）基底 2）敏感栅 3）盖层 4）引线
（2）电阻的应变效应 金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻
值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生 变化的现象，称为金属电阻的应变效应。应变效应 图如下
原始电阻为:
⑦J2接口，测量直流电桥平衡电路输出的负端电压，即 AD623负端输入（2脚）电压；
⑧接地GND接口J4；
⑨信号AD值接口接口J3，测试经信号放大模块放大后电路 输出的电压，该电压由AD623（6脚）输出，经R3和R7分 压后采集R7的电压；
信号放大电路:
输出电压经过分压后作为A/D转换器的输入模拟电 压，即模块中信号AD值对地电压，它的为：
直流电桥电路图：
交流电桥电路：
（1）直流电桥工作原理 输出电压即为电桥输出端的开路电压，其表达式为：
（2）电阻应变片的测量电桥 电阻应变式传感器的测量直流电桥电路：
受到拉应变，电路输出电压为：
假设一只受拉，一只受压，且受力相等，使得应变 片的电阻变化大小也相等，即，电路的输出电压为：
（3）应变片直流全桥电路 将4只应变片接入电桥，且差动工作，电路构成四臂 直流电桥。当电桥四个臂的电阻发生改变而产生增 量时，假定和臂受到拉应变，和臂受到压应变，此 时若四臂电阻变化相等，即,则输出电压为：
信号放大的放大系数为：
（2）称重传感模块场景模拟界面认识
任务一 实验目的 任务二 实验原理 任务三 实验步骤
1. 启动称重传感模块 称重传感模块工作实图如图
（1）将NEWLab实验硬件平台通电并与电脑连接。
应变片式电阻传感器实验报告
应变片式电阻传感器实验报告应变片式电阻传感器是一种测量物体表面应变的传感器，广泛应用于工业、军事、医疗等领域。
以下是应变片式电阻传感器实验报告的详细内容：一、实验目的1. 学习应变片式电阻传感器的基本原理和特性。
2. 掌握应变片式电阻传感器的测量方法及操作技巧。
3. 分析不同条件下的实验结果，了解应变片式电阻传感器的适用范围。
二、实验器材与原理实验器材：a. 应变片式电阻传感器b. 电源c. 万用表d. 可调电阻盒e. 电缆及连接线原理：应变片式电阻传感器是利用应变致使电阻值发生变化的原理进行测量。
当应变片受到外力作用后，片上的电阻值会随之改变，通过读取电阻值的变化，可以得到外力的大小。
通常，应变片式电阻传感器会将电阻值变化转换为电压信号输出，进而通过增益电路、滤波电路等处理电路获得精准的测量结果。
三、实验步骤1. 搭建实验电路，将应变片式电阻传感器连接到电源和万用表上，调整电路使电流稳定。
2. 通过可调电阻盒调节电路中的电阻至一定大小，读取电压值并记录。
此时应变片未受到外力作用。
3. 在保持电路参数不变的情况下，给应变片施加一定大小的外力，记录测得的电压值。
4. 根据实验数据计算电阻值及应变量，并绘制电阻随应变变化的曲线图。
5. 将实验数据与理论分析相结合，分析应变片式电阻传感器的特性及适用条件。
四、实验注意事项1. 实验中需要注意电路的接线顺序及稳定性，以确保测量精度。
2. 应严格遵守实验要求，不得超出应变片式电阻传感器的测量范围，避免对设备造成损坏。
3. 在实验过程中应注意安全，谨慎操作，避免发生意外事故。
4. 记录实验数据时，应准确无误地记录每组数据，以保证后续分析的准确性。
五、实验结果及分析通过实验得到的数据，我们可以将电阻值随应变的变化绘制成曲线图。
根据曲线图可以看出，在应变范围内，电阻值与应变量成线性关系。
而在超过一定应变量后，电阻值的增大速度会明显降低，表明应变片失去了线性响应。
电阻应变片实验报告
电阻应变片实验报告电阻应变片实验报告引言：电阻应变片是一种常见的测量应变的传感器，广泛应用于工程领域。
本实验旨在通过对电阻应变片的实验研究，了解其原理、特性以及应用。
一、实验目的：通过实验研究，掌握电阻应变片的工作原理和特性，了解其在测量应变中的应用。
二、实验仪器和材料：1. 电阻应变片2. 电源3. 电压表4. 电流表5. 万用表6. 变压器7. 压力传感器8. 数据采集卡9. 计算机三、实验原理：电阻应变片是一种利用金属电阻随应变而发生变化的传感器。
当电阻应变片受到应变时，其电阻值会发生相应的变化。
根据电阻值的变化，可以计算出应变的大小。
四、实验步骤：1. 将电阻应变片粘贴在待测物体表面，确保其与物体表面紧密贴合。
2. 将电阻应变片的两端连接到电源和电压表，以测量电阻值的变化。
3. 施加外力，使待测物体产生应变。
4. 通过电压表测量电阻值的变化，并记录下来。
5. 重复以上步骤，进行多次实验，以获得准确的数据。
五、实验结果与分析：通过实验测量得到的数据，我们可以得出电阻应变片的应变-电阻特性曲线。
根据这个曲线，我们可以计算出任意应变下的电阻值。
六、实验误差分析：在实际实验中，由于各种因素的影响，可能会导致实验结果存在一定的误差。
例如，电阻应变片与待测物体之间的粘贴不牢固、外界温度变化等。
因此，在实验过程中需要注意这些因素，并尽量减小误差的影响。
七、实验应用：电阻应变片广泛应用于工程领域，特别是在结构应变的测量中。
例如，在桥梁、建筑物等结构的监测中，可以使用电阻应变片来测量结构的应变情况，及时发现潜在的问题。
八、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了电阻应变片的工作原理和特性，掌握了其在测量应变中的应用。
同时，我们也认识到了实验中可能存在的误差，并提出了相应的改进方法。
电阻应变片作为一种常见的传感器，具有广泛的应用前景，对于工程领域的发展具有重要意义。
结语：电阻应变片实验报告通过对电阻应变片的实验研究，我们对其工作原理、特性以及应用有了更深入的了解。
传感器(第四版)实验应变片粘贴试验
粘贴剂选择
选择合适的粘贴剂，如502胶水、双面胶等，以保证粘贴效果。
粘贴工艺
按照正确的粘贴工艺进行操作，先清洁被测物体表面，然后均匀涂 胶，最后将应变片贴于指定位置。
应变片电阻的变化规律
1 2 3
应变片电阻变化与受力关系
当被测物体受到外力作用时，应变片电阻值会发 生变化，其变化量与受力大小成正比。
灵敏度影响因素
应变片灵敏度受多种因素影响，如粘贴剂、应变片类型、温度等。在 实验过程中应选择高灵敏度的应变片并注意控制其他影响因素。
04
实验总结与思考
应变片粘贴试验的注意事项
清洁工作
粘贴位置
在粘贴应变片之前，需要确保被测物体的 表面清洁，无油污、尘埃等杂质，以保证 应变片的粘贴效果和测量的准确性。
用于将应变片粘贴到试 件上。
用于打磨试件表面，提 高粘贴效果。
用于固定试件和应变计。
02
实验步骤
试件准备
01
02
03
试件材料
选择合适的试件材料，如 金属、塑料等，确保其具 有足够的强度和稳定性。
试件尺寸
根据实验需求，确定试件 的大小和形状，以满足测 试要求。
表面处理
对试件表面进行清洁处理， 去除油污、杂质等，保证 粘贴质量。
智能化处理
通过与计算机技术结合，实现数据 的实时处理、分析和预警功能，提 高监测系统的智能化水平。
多参数测量
为了更全面地了解被测物体的状态， 可以同时测量多种参数，如温度、湿
度等，以提供更全面的信息。
THANKS
感谢观看
生物医学应用
在人体骨骼、肌肉等生物组织中，应变片的粘贴可以用于 监测生理变化、运动状态等，为医学研究和治疗提供帮助 。
应变片式电阻传感器实验报告
应变片式电阻传感器实验报告
一、实验目的
本次实验的主要目的是通过对应变片式电阻传感器的实验研究，掌握其工作原理以及应用技术，进一步加深对电阻传感器的了解和掌握。
二、实验原理
应变片式电阻传感器是一种利用应变片电阻变化来检测物体变形的传感器。
当物体受到外力作用时，会发生应变，应变片的电阻值也会相应地发生变化。
通过利用测量电桥的原理，可以精确地检测出应变片的电阻值变化，从而得到物体受力情况的参数。
三、实验步骤
1.将应变片式电阻传感器连接到电桥电路上，调整电压和电流的大小。
2.将被测物体放在应变片式电阻传感器上，施加不同大小的外力，记录下应变片电阻值的变化。
3.根据实验数据，进行数据分析和处理，得到物体受力情况的参数。
四、实验结果
通过实验数据的采集和处理，我们得到了物体受力情况的各项参数。
实验结果表明，应变片式电阻传感器具有高灵敏度、高精度、高可靠性等优点，在物体受力测试和工业自动化控制领域有着广泛的应
用前景。
五、实验结论
本次实验通过对应变片式电阻传感器的研究和测试，我们了解了其工作原理和应用技术，掌握了其在物体受力测试和工业自动化控制领域的应用前景。
同时，我们也发现了一些问题和不足之处，需要进一步加以完善和改进。
六、实验心得
本次实验让我更加深入地了解了电阻传感器的工作原理和应用技术，同时也提高了我的实验操作能力和数据处理能力。
通过本次实验，我也发现了一些需要进一步改进和完善的地方，希望能在今后的学习和实践中继续加以改进和提高。
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实验一测试装置与数据采集设备
实验目的
学会应力应变测试装置构建及数据采集设备使用
实验内容
1）应力、应变、压力测试装置组成
2）学习动态电阻应变仪的使用
3）学习NI-MyDAQ数据采集设备基本功能及使用方法
4）学习NI-LabView基本操作方法（搭建数据采集程序、学习滤波组态使用方法）
3、实验步骤
1）应力、应变、压力测试装置组成
一般应力、应变和压力测试装置由测试对象、传感器、动态电阻应变仪及数据采集系统组成，必要时可增加滤波仪器，但也可通过软件滤波。
2）动态电阻应变仪的使用
见动态电阻应变仪使用说明书
3）NI-MyDAQ数据采集设备基本功能及使用方法
学习相应虚拟仪器使用方法，各参数含义；
学习Signal Express软件使用及参数设置
4）NI-LabView基本操作方法
搭建数据采集程序、学习滤波组态使用方法
学习滤波组态使用方法
学习数据存储方法
学习数据处理方法
实验二电阻应变片的粘贴
实验目的
学习金属电阻应变片的粘贴方法
实验内容
熟悉金属电阻应变片的结构，基本参数
熟悉等强度梁标定设备结构
实践金属电阻应变片的粘贴方法、步骤
实验步骤
3.1仪器设备
电阻应变片、模拟试件、万用表、502胶水、砂纸、医用酒精、镊子、剪刀、导线、电烙铁、焊锡膏、焊锡丝等。
3.2粘贴程序
应变片的粘贴工序主要包括：应变片的检查与筛选，试件表面处理，应变片的粘贴、固化，导线的焊接与固定，防潮处理和质量检查等。
应变片的检查与筛选：应变片的选择根据应力测试和传感器精度要求对照应变片系列表选择相应的应变计。
试件表面处理：用细砂纸（布）对构件或弹性体粘贴面进行交叉打磨，使试件表面呈细密，均匀粗糙毛面，其面积要大于应变片的面积。
如有条件可采用喷砂处理。
严禁划伤表面。
打磨后的表面采用纯度较高的无水乙醇，丙醇，三氯乙烯等有机溶剂反复清洗，确保贴片部位清洁干洁，无尘。
应变片的粘贴、固化：一般采用502胶水粘贴应变片，注意粘贴应变片的方向尽量与主应力方向一致。
贴片、固化粘贴位置确定后，取适量胶液均匀涂刷在被粘处表面，将应变计表面用无水乙醇棉球擦洗干净，晾干后涂一薄层胶液，待胶液变稠后，将应变片准确粘贴在试件表面，其上盖一层聚四氟乙烯薄膜用手指顺着应变片的轴向挤出多余胶液并排出胶层中的气泡。
注意：整个操作过程都不能用手触摸应变片两表面，并施加一定压力。
一般夏季按压时间5分钟，冬季按压时间适当增加。
应变片粘贴完成后，粘贴质量检查应检查贴片位置是否准确，粘贴层是否有气泡和杂质，敏感栅有无断栅和变形。
在应变片引出线端附近用同样方法粘贴接线片，然后将应变片引出线用焊锡固定在接线片上，减去多余的线头。
用万用表检查绝缘和电阻情况。
根据预定的组桥方式焊接电线，完成后再一次检查电阻及绝缘情况。
确保电桥绝缘和阻值无问题的前提下，为了防止粘贴好的应变片受潮和腐蚀物质的浸蚀，并防止机械损伤，对应变片应采取一定的保护措施。
试验中采用703硅胶保护。
7）根据测量对象和目的的不同，决定组桥方式。
实验报告
金属电阻应变片的结构与参数
等强度梁结构及其有限元分析
金属电阻应变片的粘贴方法与步骤
实验三等强度梁弯矩、拉力测试与标定实验
实验目的
学会制定梁的弯矩和拉力传感器制作方法；学会金属电阻应变片的标定方法；学会通过弯矩信号推导等强度梁垂向结构参数（固有频率和阻尼比系数）
实验内容
在等强度梁上粘贴金属电阻应变片，并自行组桥，用于测量弯矩，并进行标定；
在等强度梁上粘贴金属电阻应变片，并自行组桥，用于测量拉力；
采用阶跃响应法测量等强度梁的固有频率和阻尼比系数；
实验步骤
在等强度梁正反面粘贴金属电阻应变片，自行选择传感器类型。
采用全桥，测量弯矩和拉力；用砝码自由落体模拟阶跃激励信号，通过对输出信号的分析，计算等强度梁的固有频率和阻尼比系数
实验报告内容
等强度梁弯矩测量原理图，说明理由，给出贴片照片；
等强度梁拉力测量原理图，说明理由，给出贴片照片；
等强度梁弯矩标定详细过程，结合图、表等形式；
等强度梁结构参数计算详细过程，结合图、表等形式；
实验四扭矩测试与标定实验
实验目的
学会扭矩传感器制作方法；学会金属电阻应变片的标定方法；学会通过扭矩信号推导扭振系统的结构参数（固有频率和阻尼比系数）
实验内容
在轴上粘贴金属电阻应变片，并自行组桥，用于测量扭矩，并进行标定；
采用阶跃响应法测量轴的固有频率和阻尼比系数；
实验步骤
在轴粘贴金属电阻应变片，自行选择传感器类型。
采用全桥，测量扭矩；
用砝码自由落体模拟阶跃激励信号，通过对输出信号的分析，计算轴的固有频率和阻尼比系数
实验报告内容
扭矩测量原理图，说明理由，给出贴片照片；
扭矩标定详细过程，结合图、表等形式；并给出外径为150mm，内径为50mm的轴的扭矩标定值。
轴参数计算详细过程，结合图、表等形式；
4.2 扭矩标定
在实验室用25mm实心小轴对扭矩进行标定。
在小轴上沿与轴线成45°方向粘贴4片电阻应变片，并按组成全桥测试电路，并依次接入扭矩测试系统中。
小轴端部装有0.3m长的臂，在臂端悬挂标准砝码。
小轴的抗扭截面模量
W==3068 mm
每千克标准砝码对标定小轴产生的扭矩为T标= 0.3×9.8=2.94 (N.m)，此时小轴表面的剪应力为
0.3m长的臂端砝码重量从零开始，每次增加1kg，一直加到5 kg。
记下不同重量砝码使扭矩测试系统产生的电压值，并算出平均每增加1kg砝码轴扭矩测试系统产生的电压值，由此得出各测点剪应力的标定值Ki（单位：MPa/v）。
测试轴测点处的外径为D，其断面的抗扭模量为
因此，测试轴扭矩测试值的计算公式为
式中τi—测试轴表面的剪应力MPa
Ki—上、下联接轴剪应力的标定值MPa/V
Ui—上、下联接轴剪应力实测信号的电平V。