传感器实验报告

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传感器与检测技术实验报告

传感器与检测技术实验报告

传感器与检测技术实验报告一、实验目的本次实验旨在深入了解传感器与检测技术的基本原理和应用,通过实际操作和数据测量,掌握常见传感器的特性和检测方法,培养我们的实践能力和解决问题的思维。

二、实验设备与材料1、传感器实验箱,包含各类常见传感器,如电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器等。

2、数字万用表、示波器。

3、实验连接导线若干。

三、实验原理1、电阻式传感器电阻式传感器是将被测量的变化转换为电阻值的变化。

常见的有应变式电阻传感器和热敏电阻传感器。

应变式电阻传感器基于电阻应变效应,当受到外力作用时,其电阻丝发生形变,从而导致电阻值的变化;热敏电阻传感器则根据温度的变化改变自身电阻值。

2、电容式传感器电容式传感器是将被测量的变化转换为电容值的变化。

主要有变极距型、变面积型和变介质型电容传感器。

其工作原理基于电容的定义式 C =εS/d,其中ε 为介质的介电常数,S 为两极板的相对面积,d 为两极板间的距离。

3、电感式传感器电感式传感器是利用电磁感应原理将被测量转换为电感量的变化。

包括自感式和互感式传感器。

自感式传感器通过改变线圈的自感系数来反映被测量;互感式传感器则是根据互感系数的变化进行测量。

4、光电式传感器光电式传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化,然后通过光电元件转换成电信号。

常见的有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管等。

四、实验内容与步骤1、电阻式传感器实验(1)连接应变式电阻传感器到实验电路,施加不同的外力,用数字万用表测量电阻值的变化,并记录数据。

(2)将热敏电阻传感器接入电路,改变环境温度,测量电阻值,绘制温度电阻曲线。

2、电容式传感器实验(1)分别连接变极距型、变面积型和变介质型电容传感器到实验电路,改变相应的参数,如极距、面积或介质,用示波器观察输出电压的变化。

(2)记录不同参数下的输出电压值,分析电容值与输出电压的关系。

3、电感式传感器实验(1)连接自感式传感器,改变磁芯位置或气隙大小,测量电感值的变化。

传感器实验实验报告

传感器实验实验报告

传感器实验实验报告传感器实验实验报告引言:传感器是一种能够将各种物理量、化学量或生物量转换为可测量电信号的装置。

它在各个领域中都有着广泛的应用,如环境监测、医疗诊断、智能家居等。

本次实验旨在通过对不同类型传感器的测试和比较,深入了解传感器的原理和性能。

实验一:温度传感器温度传感器是一种常见的传感器类型,用于测量环境中的温度。

我们选择了一款热敏电阻温度传感器进行测试。

实验中,我们将传感器连接到一个电路板上,并使用示波器测量输出电压随温度的变化。

通过改变环境温度,我们观察到传感器输出电压与温度之间的线性关系。

这表明该传感器具有良好的灵敏度和稳定性。

实验二:光照传感器光照传感器是一种能够测量环境中光照强度的传感器。

我们选择了一款光敏电阻光照传感器进行测试。

实验中,我们将传感器暴露在不同光照条件下,并使用万用表测量输出电阻的变化。

结果显示,传感器输出电阻随光照强度的增加而减小。

这说明该传感器能够准确地感知光照强度,并将其转化为电信号输出。

实验三:湿度传感器湿度传感器是一种用于测量环境湿度的传感器。

我们选择了一款电容式湿度传感器进行测试。

实验中,我们将传感器放置在一个密封的容器中,并通过改变容器内的湿度来模拟不同湿度条件。

通过连接传感器到一个数据采集系统,我们能够实时监测到传感器的输出信号。

结果显示,传感器的输出电容随湿度的增加而增加。

这说明该传感器对湿度变化非常敏感,并能够准确地测量环境湿度。

实验四:气体传感器气体传感器是一种能够检测环境中气体浓度的传感器。

我们选择了一款气敏电阻气体传感器进行测试。

实验中,我们将传感器暴露在不同浓度的气体环境中,并使用示波器测量输出电阻的变化。

结果显示,传感器的输出电阻随气体浓度的增加而减小。

这表明该传感器能够准确地感知气体浓度,并将其转化为电信号输出。

结论:通过本次实验,我们深入了解了不同类型传感器的原理和性能。

温度传感器、光照传感器、湿度传感器和气体传感器在各自的应用领域中都具有重要的作用。

传感器的认识实验报告(一)

传感器的认识实验报告(一)

传感器的认识实验报告(一)传感器的认识实验报告实验目的•了解传感器的基本原理•掌握传感器的分类及其应用领域•实际运用传感器,了解其检测物理量和读取数据的方法实验步骤1.搭建实验装置,将传感器与电路连接好2.使用实验工具进行数据读取和实验记录3.测量感光极板的亮度,并记录数据4.测量温度传感器的温度,并记录数据5.测量加速度传感器的加速度,并记录数据实验原理传感器是指可以将物理量转化为电信号的装置。

传感器的基本原理是利用感受材料对于被测参数的敏感性来测量所要求的物理量。

根据测量的物理量,传感器可以分为温度传感器、加速度传感器、光学传感器等等。

实验结果根据实验测量数据,感光极板的亮度为690 cd/m^2,温度传感器的温度为26℃,加速度传感器的加速度为0.02 m/s^2。

应用领域传感器在生活中有广泛的应用,例如:•温度传感器可以用于实时监测室温,控制家电设备的开关•光学传感器可以用于智能照明系统,根据光线强弱调节灯的亮度•加速度传感器可以用于车辆安全系统,检测车辆行驶状态结论通过本次实验,我们了解了传感器的基本原理和分类,掌握了使用传感器测量物理量的方法,对于传感器的应用领域也有了更深层次的认识。

传感器在现代生活中起着重要的作用,我们需要不断探索其更广泛的应用领域。

需要注意的问题在实验使用传感器时需要注意以下问题:1.传感器的选型要根据实际测量情况进行选择2.使用传感器前,需要了解传感器的使用说明,并保证传感器与电路连接良好3.实验数据的精确性要求很高,需要保证实验环境稳定,并进行多次测量取平均值总结传感器是一种非常重要的测量装置,广泛应用于各个领域。

通过本次实验,我们对于传感器有了更深层次的认识,掌握了基本的使用方法和应用场景。

同时,在实验过程中也意识到传感器的精确度要求很高,因此在日后的实践中需要继续探索其更广泛的应用领域,提高实验技巧和数据处理能力。

烟雾传感器实验实验报告(3篇)

烟雾传感器实验实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解烟雾传感器的原理和特性;2. 掌握烟雾传感器的应用领域;3. 学会使用烟雾传感器进行烟雾浓度检测;4. 提高动手实践能力。

二、实验原理烟雾传感器是一种将烟雾浓度转换为电信号的装置。

当烟雾浓度超过设定阈值时,传感器输出高电平信号,表示有烟雾存在;当烟雾浓度低于设定阈值时,传感器输出低电平信号,表示无烟雾。

烟雾传感器通常采用光散射原理进行检测。

当烟雾进入传感器内部时,部分光线被散射,散射光被传感器接收并转换成电信号。

根据散射光的强弱,可以判断烟雾浓度。

三、实验器材1. 烟雾传感器(MQ-2型)1个;2. Arduino开发板1块;3. 连接线若干;4. 电源适配器1个;5. 气球若干;6. 烟雾发生器1个(可选)。

四、实验步骤1. 将烟雾传感器连接到Arduino开发板的模拟输入端(A0);2. 将Arduino开发板连接到计算机,并安装Arduino IDE;3. 编写程序,设置烟雾传感器的阈值,并实时读取模拟输入端的数据;4. 通过串口监视器查看烟雾浓度变化情况;5. 使用气球或烟雾发生器模拟烟雾,观察传感器输出信号变化;6. 调整阈值,观察烟雾浓度与传感器输出信号的关系。

五、实验结果与分析1. 当无烟雾时,传感器输出低电平信号,串口监视器显示“无烟雾”;2. 当有烟雾时,传感器输出高电平信号,串口监视器显示“有烟雾”;3. 通过调整阈值,可以控制烟雾浓度检测的灵敏度。

六、实验结论1. 烟雾传感器可以有效地检测烟雾浓度,并在有烟雾时输出高电平信号;2. 通过调整阈值,可以控制烟雾浓度检测的灵敏度;3. 本实验验证了烟雾传感器的原理和应用,为后续烟雾报警系统的研究奠定了基础。

七、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全,避免烟雾对人体的危害;2. 烟雾传感器对温度和湿度敏感,实验时尽量保持环境温度和湿度稳定;3. 实验过程中,注意观察传感器输出信号的变化,以便及时调整阈值。

光电传感器实验报告(文档4篇)

光电传感器实验报告(文档4篇)

光电传感器实验报告(文档4篇)以下是网友分享的关于光电传感器实验报告的资料4篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。

光电传感器实验报告第一篇实验报告2――光电传感器测距功能测试1.实验目的:了解光电传感器测距的特性曲线;掌握LEGO基本模型的搭建;熟练掌握ROBOLAB软件;2.实验要求:能够用LEGO积木搭建小车模式,并在车头安置光电传感器。

能在光电传感器紧贴红板,以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集,绘制出时间-光强曲线,然后推导出位移-光强曲线及方程。

3.程序设计:编写程序流程图并写出程序,如下所示:ROBOLAB程序设计:4.实验步骤:1) 搭建小车模型,参考附录步骤或自行设计(创新可加分)。

2) 用ROBOLAB编写上述程序。

3) 将小车与电脑用USB数据线连接,并打开NXT的电源。

点击ROBOLAB 的RUN按钮,传送程序。

4) 取一红颜色的纸板(或其他红板)竖直摆放,并在桌面平面与纸板垂直方向放置直尺,用于记录小车行走的位移。

5) 将小车的光电传感器紧贴红板放置,用电脑或NXT的红色按钮启动小车,进行光强信号的采样。

从直尺上读取小车的位移。

6) 待小车发出音乐后,点击ROBOLAB的数据采集按钮,进行数据采集,将数据放入红色容器。

共进行四次数据采集。

7) 点击ROBOLAB的计算按钮,分别对四次采集的数据进行同时显示、平均线及拟和线处理。

8) 利用数据处理结果及图表,得出时间同光强的对应关系。

再利用小车位移同时间的关系(近似为匀速直线运动),推导出小车位移同光强的关系表达式。

5.调试与分析a) 采样次数设为24,采样间隔为0.05s,共运行1.2s。

采得数据如下所示。

b) 在ROBOLAB的数据计算工具中得到平均后的光电传感器特性曲线,如图所示:c) 对上述平均值曲线进行线性拟合,得到的光强与时间的线性拟合函数:d) 取四次实验小车位移的平均值,根据时间与光强的拟合函数求取距离与光强的拟合函数:由上图可得光强与时间的关系为:y=-25.261858×t+56.524457 ; 量取位移为4.5cm,用时1.2s,得:x=3.75×t ;光强与位移的关系为:y= -6.73649547×x+56.524457 ;e) 通过观测上图及导出的光强位移函数可知,光电传感器在短距离里内对位移信号有着良好的线性关系,可以利用光强值进行位移控制。

传感器检测实验报告

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。

传感器实验报告

传感器实验报告

传感器实验报告实验⼀、⼆、三应变⽚单臂、半桥、全桥特性实验⼀、实验原理电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定⼯艺粘贴电阻应变⽚来组成。

⼀种利⽤电阻材料的应变效应将⼯程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器,此类传感器主要是通过⼀定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变⽚将变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。

可⽤于能转化成变形的各种⾮电物理量的检测,如⼒、压⼒、加速度、⼒矩、重量等,在机械加⼯、计量、建筑测量等⾏业应⽤⼗分⼴泛。

根据表中数据画出实验曲线后,计算灵敏度S=ΔV/ΔW(ΔV输出电压变化量,ΔW重量变化量)和⾮线性误差δ(⽤最⼩⼆乘法),δ=Δm/yFS ×100%式中Δm为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最⼤偏差:yFS满量程输出平均值,此处为200g。

四、思考题1、ΔR转换成ΔV输出⽤什么⽅法?通过电阻的分压,将电阻两端的电压测量出来经过差动放⼤器。

从⽽将ΔR转换成ΔV。

2、根据图4机头中应变梁结构,在振动台放置砝码后分析上、下梁⽚中应变⽚的应变⽅向(是拉?还是压?+压变⼤)。

所连接的应变⽚电阻中,带有符号↑是拉伸,电阻会变⼤;带有符号↓的是压缩,电阻会减⼩。

3、半桥测量时两⽚不同受⼒状态的电阻应变⽚接⼊电桥时,应接在:(1)对边?(2)邻边?为什么?应该接在邻边,这样能保证测量的灵敏度,同时能使⼀些去除⼲扰因素的影响。

4、应变⽚组桥时应注意什么问题?要注意应变⽚的受⼒状态和接⼊电路时的位置。

实验五应变直流全桥的应⽤—电⼦秤实验⼀、实验原理常⽤的称重传感器就是应⽤了箔式应变⽚及其全桥测量电路。

数字电⼦秤实验原理如图5—1。

本实验只做放⼤器输出Vo实验,通过对电路的标定使电路输出的电压值为重量对应值,电压量纲(V)改为重量量纲(g)即成为⼀台原始电⼦秤。

图5—1 数字电⼦称原理框图⼆、实验结果表5电⼦称实验数据⼆、实验分析实验⼋移相器、相敏检波器实验⼀、实验原理1、移相器⼯作原理:图8—1为移相器电路原理图与实验箱主板上的⾯板图。

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传感器原理及应用实验报告实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、 实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应, 并掌握单臂电桥工作原理和性能。

二、 基本原理:1、 应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变,这一物理现象称为“电阻应变效应”。

以圆柱形导体为例:设其长为:L 、半径为 r 、材料的电阻率为ρ 时,根据电阻的定义式得)2^r /(/πρρL A L R ==( 1—1)当导体因某种原因产生应变时,其长度 L 、截面积 A 和电阻率ρ 的变化为 dL 、dA 、 d ρ相应的电阻变化为 dR 。

对式(1—1)全微分得电阻变化率dR/R 为: ρρ//2//d d r dr L dL R R +-= (1—2)式中:dL/L 为导体的轴向应变量εL;dr/r 为导体的横向应变量εr 。

由材料力学得:εL= -μεr(1—3),式中:μ为材料的泊松比,大多数金属材料的泊松比为0.3~0.5左右;负号表示两者的变化方向相反。

将式(1—3)代入式(1—2)得:ρρξμ/)21(/dR d R ++=(1—4)式(1—4)说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变(几何效应)和本身特有的导电性能(压阻效应)。

2、 应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。

金属导体的应变灵敏度 K :主要取决于其几何效应;可取 ξμ)21(/d +≈R R ( 1—5)其灵敏度系数为:)21()/(d μξ+=R R)21()/(d K μξ+==R R金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化,拉伸时电阻增大,压缩时电阻减小,且与其轴向应变成正比。

金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。

3、箔式应变片的基本结构金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成,如图1—1所示。

金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,与丝式应变片工作原理相同。

电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:ΔR/R=Kε式中:ΔR/R 为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε =ΔL/L为电阻丝长度相对变化。

4、箔式应变片单臂电桥实验原理图对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。

三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。

四、实验步骤:1、根据图(1-3)应变式传感器已装于应变传感器模板上。

传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。

加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。

2、接入模板电源±15V(从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模板调节增益电位器 Rw3 顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大器调零,方法为将差放的正、负输入端与地短接,输出端与主控箱面板上数显表电压输入端 Vi 相连,调节实验模板上调零电位器 RW4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V 档)。

关闭主控箱电源。

3、将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的 R1)接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7模块内已连接好),接好电桥调零电位器 Rw1,接上桥路电源± 4V(从主控箱引入)如图1 -4所示。

合上主控箱电源开关。

调节 Rw1。

4、在电子称上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到 200g砝码加完。

记下实验结果填入表,关闭电源。

5、根据表计算系统灵敏度S,S=Δu/ΔW(Δu 输出电压变化量;Δ W重量变化量)计算线性误差:δf1=Δm/yF·S× 100%式中Δm 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、实验数据:重量(g) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000 3.1 6.2 9.3 12.5 15.6 18.7 22.0 25.2 28.4 31.5 电压(mv)由上图可知:平均电压变化量:=∆u((18.7-3.1)/5+(22.0-6.2)/5+(25.2-9.3)/5+(28.4-12.5)/5+(31.5-15.6)/5)/5=3.164mv平均重量变化量:=∆m20g系统灵敏度:S=Δu/Δ W=3.164mv/20g=0.1582mv/g线性误差:拟合直线为:Δu=0.1579Δ W∆m0.240mv,yF· S=31.58mv=δf1=Δm/yF·S× 100%≈0.785%六、思考题:单臂电桥时,作为桥臂电阻应变片应选用:正、负应变片均可以。

使用负应变片时,所得电压为负值,需要做一定的变换才后比较直观。

七、总结:通过这次实验,我了解金属箔式应变片的应变效应,掌握单臂电桥工作原理和性能,并了解了电子秤的工作原理,对敏感元件有了一定的认识。

实验二金属箔式应变片——半桥性能实验一、实验目的:比较半桥与单臂电桥的不同性能,了解其特点。

二、基本原理:不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边,电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善。

当两片应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压U02=EK/ε2。

三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。

四、实验步骤:1、传感器安装同实验一。

做实验(一)2 的步骤,实验模板差动放大器调零。

2、将适当的两片应变片接入桥路。

R1、R2为实验模板左上方的应变片,注意R2和R1受力状态相反,即将传感器中两片受力相反的电阻应变片作为电桥的相邻边。

接入桥路电源±4V,调节电桥调零电位器Rw1 进行桥路调零,实验步骤3、4同实验一中4、5的步骤,将实验数据记入表2-1,计算灵敏度 S=ΔU/ΔW,非线性误差δf2。

若实验时无数值显示说明R2与R1为相同受力状态应变片,应更换另一个应变片。

四、实验数据表 2-1 半桥测量时,输出电压与加负载重量值由上图可知:平均电压变化量:∆u((38.1-6.3)/5+(44.5-12.8)/5+(50.7-19.1)/5+(57.0-25.4)/5+(63.2-31 =.7)/5)/5=6.328mv∆m20g平均重量变化量:=系统灵敏度:S=Δu/Δ W=6.328mv/20g=0.317mv/g Array线性误差:拟合直线为:Δu=0.3164ΔW=∆m0.204mv,yF·S=63.280mvδf1=Δm/yF·S×100%≈0.3224%五、思考题:1、半桥侧量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时,应放在:对边。

2、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。

实验三金属箔式应变片——全桥性能实验一、实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应,理解全桥测量电路优点。

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,不同的接入邻边,当应变片初始阻值:R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4 时,其桥路输出电压 U03=KEε。

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:同实验一。

四、实验步骤:1、传感器安装同实验一。

2、参考图1-4 接线,将四片应变片按正确的方式接入桥路。

将实验结果填入表3-1;实验后进行灵敏度和非线性误差计算。

表 3-1 全桥输出电压与加负载重量值重量0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200电压0.0 12.2 24.8 36.9 49.2 61.0 73.1 85.2 98.0 110.2122.6由上图可知:平均电压变化量:∆u((73.1-12.2)/5+(85.2-24.8)/5+(98.0-36.9)/5+(110.2-49.2)/5+(122.6 =-61.0)/5)/5=12.2mv平均重量变化量:=∆m20g系统灵敏度:S=Δu/ΔW=12.2mv/20g=0.61mv/g线性误差:拟合直线为:Δu=0.6114ΔW∆m0.296mv,yF· S=122.28mv=δf1=Δm/yF·S×100%≈0.242%五、思考题:1、全桥测量中,当两组对边(R1、R3为对边)电阻值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。

答:可以。

2、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。

见图 3-2。

答:将这两种应变片按照两个不同方向贴在棒材上,利用两种不同的测量值即可组成一个全桥电路,不需要外加电阻。

实验四 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较一、实验目的:比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度,得出相应的结论。

二:实验原理:如图 4(a )、(b )、(c )三、实验步骤:根据上面实验一、二、三所得的数据,事后在同一坐标系中分别作出单臂、半桥和全桥的电压/重量输出曲线,分别计算其灵敏度和非线性度,从中能得出什么实验结论?(注意:实验一、二、三中的放大器增益必须相同)。

四、实验数据1、实验一、二、三所得的数据2、单臂、半桥和全桥的电压/重量输出曲线重量(g)0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200单臂电压(mv) 0 3.16.29.312.5 15.6 18.7 22.0 25.2 28.4 31.5半桥电压(mv)0 6.3 12.8 19.1 25.4 31.7 38.1 44.5 50.7 57.0 63.2全桥电压(mv)0.0 12.2 24.8 36.9 49.2 61.0 73.1 85.2 98.0 110.2 122.63、灵敏度和非线性度灵敏度非线性度单臂0.1582 0.785%半桥0.3164 0.3224%全桥0.6100 0.242%4、结论由试验数据可得:从单桥、半桥到全桥,灵敏度依次增大,非线性度依次减小;其中,全桥灵敏度最大,非线性度最小;单桥、半桥和全桥,大致遵循两倍原则。

本实验略有误差,但误差在允许范围之内,实验结果大体符合预期,是正确的。

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