电气测试技术实验报告 (1)

中北大学朔州校区《电气测试技术》实验报告

学生姓名：学号：

学院：朔州校区

专业：电气工程及其自动化

指导教师：冯娜

2015 年 12 月 29 日

实验二 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验

1．实验目的

（1）了解金属箔式应变片的应变效应；

（2）掌握单臂电桥的工作原理和性能。

2.实验原理

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：

εK R R =∆/

式中R R /∆为电阻线电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，l l /∆=ε为电阻丝长度相对变化，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，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电桥的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压4/1εEK U O =。

3．实验设备

传感器仿真实训软件，计算机一台

4．实验内容及步骤

（1）连接虚拟实验模板上的正负15V 电源线，（将红、黑、蓝三个插针分别拉到相应的插孔处，连线提示状态框提示“连线正确”，错误则提示“连线错误，请重新连线”。每次连线正确与否，都有提示。

（2）连接作图工具两端到Uo2输出端口，并点击作图工具图标，弹出作图工具窗口。

（3）打开图中左上角的电源开关，指示灯呈黄色。

（4）当15V 电源和示波器导线连接正确后，在由X 、Y 轴构成的作图框中的Y 轴上将出现一个红色基准点。

（5）将增益电位器Rw3顺时针调节到中间位置左右，再进行差动放大器调零，调节调零电位器Rw4，直到将红色的基准点调节到坐标轴原点位置，此时部分连线将自动完成。（注：点击旋钮左右拉动，则可以改变Rw 的值）。

图2-1 应变式传感器单臂电桥实验接线图

（7）连接虚拟实验模板上的正负4V 电源线，红色基准点再次偏离原点，调节Rw1，将红色零点调回原点位置。（正确接线如上图所示）。

（8）将虚拟实验模板上的砝码逐个拖到托盘上，作图框中将逐段输出波形。（若有导线未连，则砝码无法拖动）。

（9）记录得到的输出波形，分析曲线，计算系统灵敏度W U S ∆∆=/（U ∆输出电压变化量，W ∆重量变化量）。

5．实验结果及分析

实验三 金属箔式应变片――半桥性能实验

1．实验目的

（1）了解金属箔式应变片的应变效应；

（2）掌握半桥电路的工作原理和性能。

2.实验原理

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：

εK R R =∆/

式中R R /∆为电阻线电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，l l /∆=ε为电阻丝长度相对变化，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，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电桥的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。

不同受力方向的两只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。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压2/2εEK U O =。

3．实验设备

传感器仿真实训软件，计算机一台

4．实验内容及步骤

（1）本实验的操作步骤与实验一的操作步骤基本一致，除了正负4V 的电源线连接位置不一样，具体

电路原理图请看上图。（具体步骤可以参照实验一）。

（2）如果对本次实验不满意，可点击电源开关的“关”，则所有的控件、按钮恢复初始状态，即可重新做实验。

（3）如果想结束本实验，则点击虚拟实验模板右下角的“返回菜单”，返回主菜单界面，或直接关闭本软件。

(4) 记录得到的输出波形，分析曲线，计算系统灵敏度W U S ∆∆=/（U ∆输出电压变化量，W ∆重量变化量）。

5．实验结果及分析

实验四 金属箔式应变片――全桥性能实验

1．实验目的

（1）了解金属箔式应变片的应变效应；

（2）掌握全桥电路的工作原理和性能。

2.实验原理

在全桥测量电路中，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△R1=△R2=VR3=△R4时，其桥路输出电压εEK U O =2。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到改善。

3．实验设备

传感器仿真实训软件，计算机一台

4．实验内容及步骤

（1）本实验的操作步骤与实验一的操作步骤基本一致，除了正负4V 的电源线连接位置不一样，具体电路原理图请看上图。（具体步骤可以参照实验一）。

（2）如果对本次实验不满意，可点击电源开关的“关”，则所有的控件、按钮恢复初始状态，即可重新做实验。

（3）如果想结束本实验，则点击虚拟实验模板右下角的“返回菜单”，返回主菜单界面，或直接关闭本软件。

(4) 记录得到的输出波形，分析曲线，计算系统灵敏度W U S ∆∆=/（U ∆输出电压变化量，W ∆重量变化量）。

5．实验结果及分析