测量电桥应用的试验
测量电桥应用的试验

测量电桥应用的试验一、实验目的:掌握测量电桥的应用,练习各种组桥并比较测量灵敏度。
二、实验原理:通过应变片可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化,通常这种变化是很小的。
要实现测量,必须用适当的办法检测电阻值的微小变化。
为此,一般是把应变片接入某种电路,使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号。
常用的电路有三种,即电位计、惠斯登电桥和双恒流源电路。
应变电桥一般采用交流电源,因而桥臂不能看作是纯阻性的,这将使推导变得复杂,对于直流电桥和交流电桥而言,其一般规律是相同的,为了能用简单的方式说明问题,我们分析直流电桥的工作原理。
(一)直流电桥在图1-1中,设电桥各桥臂电阻分别为R 1、R 2、R 3、R 4,其中的任意一个都可以是应变片电阻。
图1-1 直流电桥电桥的A 、C 为输入端,接上电压为U AC 的直流电源,而B 、D 为输出端、输出电压为U BD ,且4411R I R I U U U AD AB BD −=−= (a )由欧姆定律知)((344211R R I R R I U AC +=+=)=固有344211R R U I R R U I ACAC +=+=, 将I 1,I 4代入(a )式经整理后得到))((43214231R R R R R R R R U U ACBD ++−= (1-1)当电桥平衡时,U BD =0。
由(1-1)式可得电桥平衡条件为4231R R R R = (1-2)设电桥四个臂的电阻R 1=R 2=R 3=R 4,均为粘贴在构件上的四个应变片,且在构件受力前电桥保持平衡,即U BD =0,在构件受力后,各应变片的电阻改变分别为△R 1、△R 2、△R 3和△R 4,电桥失去平衡,将有一个不平衡电压U BD 输出,由(1-1)式可得该输出电压为))(())(())((4433221144223311R R R R R R R R R R R R R R R R U U ADBD Δ++Δ+Δ++Δ+Δ+Δ+−Δ+Δ+=将(1-2)式代入上式,且由于△R 1«R 1,可略去高阶微量,故得到)(444332211R R R R R R R R U U AC BD Δ−Δ+Δ−Δ=根据KRR /Δ=ε,上式可写成 )(44321εεεε−+−=KU U AC BD (1-3) 上式表明:4KU AC 为一常数,由应变片感受到得)(4321εεεε−+−,通过电桥可以线性地转变为电压的变化U BD 。
电桥的原理与应用实验报告

电桥的原理与应用实验报告
1. 引言
•介绍电桥的定义和基本原理
•概述电桥的应用及其重要性
2. 实验目的
•理解电桥的工作原理
•学习如何使用电桥进行测量和实验
•掌握电桥在电学实验中的应用
3. 实验仪器和材料
•电桥装置
•电源
•电阻箱
•待测电阻器
•导线和连接器
4. 实验步骤
1.搭建电桥实验装置,将电源、电阻箱和待测电阻器依次连接起来。
2.调节电阻箱的电阻值,使得电桥实验装置平衡。
3.记录下平衡时电阻箱的电阻值,并计算出待测电阻器的电阻值。
4.重复步骤2和步骤3,进行多次实验,以保证结果的准确性。
5.分析实验数据,绘制相应的图表和曲线,得出结论。
5. 实验结果
•列出每一次实验测量得到的电阻值数据
•绘制电阻值变化图表
•计算平均电阻值,并计算其误差范围
6. 结论
•通过实验数据分析得出结论
•指出电桥在测量和实验中的重要性
•讨论实验中可能存在的误差来源,并提出改进方法
7. 实验总结
•总结电桥的原理和应用
•总结实验步骤和方法
•分析实验结果的准确性和可靠性
•指出改进的可能性和未来的研究方向
8. 参考文献
•列出实验中使用的相关教材、学术论文和参考文献的引用。
电桥的使用与温度的测量实验原理

电桥的使用与温度的测量实验原理
电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻、电容和电感等电学元件的参数。
它基于一个平衡原理,通过调整电桥电路中的各个元件的数值来实现电桥电路的平衡,从而达到测量的目的。
温度的测量是电桥的一个重要应用之一。
传统的电桥温度测量实验主要利用热
敏电阻来进行测量。
热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而发生变化,这为温度的测量提供了依据。
在电桥中,将热敏电阻与一定的标准电阻相连接,形成一个带有测量电路的电桥。
测量温度时,首先通过调节电桥的各个元件的数值使得电桥电路保持平衡状态。
然后,通过测量标准电阻和热敏电阻两端的电压差,可以计算出热敏电阻的电阻值。
根据热敏电阻的特性曲线,可以通过该电阻值推算出温度的数值。
通常,此时会利用一组已知温度下的电桥平衡点标定数据,建立一个标定曲线,从而可以准确地测量其他温度下的电桥平衡点。
除了热敏电阻,电桥还可以用于测量温度的其他传感器,如热电偶和热电阻等。
不同的传感器类型会在电桥中采用不同的电路连接方式,但基本原理仍然是利用电桥平衡来测量传感器元件的参数。
总结起来,电桥是测量电学元件参数的重要实验工具,同时也可以用于温度的
测量。
通过调整电桥电路中的各个元件的数值,使得电桥保持平衡状态,可以准确地测量热敏电阻、热电偶等传感器的参数,从而实现温度的测量。
利用已知温度下的电桥平衡点标定数据,可以建立标定曲线,进一步提高温度测量的准确性。
直流电桥与电阻的测量实验报告

直流电桥与电阻的测量实验报告直流电桥与电阻的测量实验报告引言:直流电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻的值。
在本次实验中,我们将使用直流电桥来测量不同电阻的阻值,并探究其应用于电路分析的原理与方法。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过使用直流电桥,测量不同电阻的阻值,并掌握电桥的使用方法和原理。
同时,我们还将探究电阻与电流、电压的关系,以及电阻对电路性能的影响。
二、实验仪器与材料1. 直流电源2. 直流电桥3. 不同阻值的电阻器4. 电压表5. 电流表6. 连接线等三、实验步骤1. 将直流电源的正极与电桥的A点相连,负极与电桥的B点相连。
2. 将电桥的C点与电阻器的一端相连,将电桥的D点与电阻器的另一端相连。
3. 通过调节电桥上的可变电阻,使得电桥两侧的电压差为零。
4. 记录下此时电桥上的电阻值,并计算出电阻器的阻值。
5. 更换不同阻值的电阻器,重复步骤3和4,记录并计算出各个电阻器的阻值。
四、实验结果与分析通过实验,我们得到了不同电阻器的阻值数据,并进行了分析。
实验结果表明,电桥能够准确测量电阻的阻值。
我们还发现,电阻值与电流、电压之间存在着一定的关系。
根据欧姆定律,电阻值等于电压与电流的比值,即R=V/I。
通过实验数据的计算,我们验证了这一关系。
另外,我们还观察到了电阻对电路性能的影响。
当电阻值增大时,电流减小,电压差增大。
这说明电阻对电路中的电流流动起到了阻碍作用,同时也导致了电压的分布不均匀。
因此,在电路设计和分析中,电阻的选择和使用是非常重要的。
五、实验误差与改进在实验过程中,由于电桥的精度和电阻器的质量等因素,可能会产生一定的误差。
为了减小误差,我们可以采取以下改进措施:1. 使用更精确的电桥仪器,提高测量的准确性。
2. 选择质量良好的电阻器,减小电阻器本身的误差。
3. 在实验中进行多次测量,取平均值,以提高数据的可靠性。
六、实验结论通过本次实验,我们掌握了直流电桥的使用方法和原理,并成功测量了不同电阻的阻值。
电桥法在测量中的应用

电桥法在实际测量中的应用摘要:随着电子产品渐渐盛行,在生活中的方方面面电子产品都成了不可替代的产品。
人们对电子产品的依赖也越来越深,但在一些领域对电子产品的紧密度也要求精益求精,在误差、不确定度等方面做的也有很大的改善。
在减小误差方面存在着各种测量方式。
本文站在前人的臂膀上,利用前人的理论和数据就电桥法在实际生活中的测量应用给大家系统介绍,让大家更加清晰了解电桥法的基本原理、使用方法、电桥法的数据处理。
文章主要围绕电桥法测电阻,测电容和电感,也介绍其它一些运用电桥法测量量。
在介绍这些电桥测量量中也通过一些经典实验如惠斯通电桥、开尔文电桥等···让大家直观系统的了解电桥法在实际测量中的应用。
关键字: 电桥法;数据处理;经典电桥实验原理Bridge method applied in the actualmeasurementAbstract:As electronic products gradually prevailed in all aspects of life electronic products have become an irreplaceable product. People are increasingly dependent on electronic products deep, but in some areas of electronic products also require the tightness of excellence, in terms of error, uncertainty, and so do also have greatly improved. There are various aspects to reduce the error in measurement. This paper predecessors arm standing on the use of previous theory and measurement data on the bridge in real life application system introduced to everyone, so that we more clearly understand the basic principles of bridge method, using methods bridge method data processing. The article centers around the bridge method to measure resistance, capacitance and inductance measurements, but also introduce some other method of measuring the amount of use of the bridge. Introducing the bridge by measuring the amount of these are also some of the classic experiments such as a Wheatstone bridge, Kelvin bridge and so on.Intuitive system allows everyone to understand the application of the bridge method in actual measurement.Keywords: bridge method; data processing; classic bridge Principle目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (I)第一章引言 (1)第二章常见电桥法的分类 (2)2.1电桥法介绍 (2)2.2直流电桥原理及应用 (2)2.2.1惠斯通电桥法 (3)2.2.2双臂电桥法(或开尔文电桥) (3)2.4直流电桥和交流电桥的电桥平衡分析及二者的区别 (6)2.4.1 直流电桥电桥平衡和原理分析 (6)2.4.2交流电桥平衡的分析 (6)第三章直流电桥法在实际生活中的实验 (8)3.1.1 惠斯通电桥在实际生活中的实验 (8)3.1.2惠斯通电桥 (9)3.1.3电桥的灵敏度 (10)3.1.4不确定度计算 (10)3.1.5惠斯通电桥的步骤和相关注意事项 (11)3.2开尔文电桥在实际生活中的应用 (12)3.2.1开尔文双电桥介绍 (12)3.2.2开尔文电桥和惠斯通电桥的比较 (12)3.2.3 开尔文电桥设计思想 (13)3.2.4 QJ19型单双电桥实验 (13)第四章交流电桥法在实际生活中的实验 (13)4.1电容电桥 (13)4.1.1电容电桥的热损耗 (19)4.1.2用电容电桥测量损耗较小的电容(串联电阻式) (19)4.1.3测量损耗大的电容电桥(并联式) (20)4.2电感电桥 (21)4.2.1利用电感电桥法测Q点 (21)4.2.2 测量高Q值电感的电感电桥 (22)4.2.3. 测量低Q值电感的电感电桥 (23)第五章其它几种常见电桥法在实际量中的实验 (24)5.1麦克斯韦电桥法 (24)5.2韦恩电桥法 (25)5.3海氏电桥法 (26)第六章电桥法总结与展望 (28)参考文献 (29)第一章引言在21世纪电子产品的快速发展,其中各种电子测量确保了这些电子产品的质的保障。
电桥实验报告

电桥实验报告电桥实验报告引言电桥实验是物理学中一项重要的实验,通过测量电阻的方法,可以精确地测量电阻的大小。
电桥实验广泛应用于电子工程、材料科学等领域,具有重要的实际意义。
本文将介绍电桥实验的基本原理、实验装置以及实验结果的分析。
一、电桥实验的基本原理电桥实验基于韦斯顿电桥的原理而设计。
韦斯顿电桥是由英国物理学家韦斯顿于19世纪提出的,它利用电流在电路中的分布规律来测量电阻的值。
根据基尔霍夫定律和欧姆定律,电桥实验可以通过调节电阻的比例关系,使得电桥两端电压为零,从而测量未知电阻的值。
二、实验装置电桥实验需要使用一台电桥仪器,该仪器通常由电源、电阻箱、电流计、电压计等组成。
在实验中,我们还需要准备一些标准电阻以及待测的未知电阻。
三、实验步骤1. 首先,将电桥仪器连接好,确保电源、电阻箱、电流计、电压计等都正常工作。
2. 将标准电阻依次接入电桥电路中,调节电阻箱的阻值,使得电桥两端电压为零。
3. 记录下标准电阻对应的电桥阻值。
4. 将待测的未知电阻接入电桥电路中,同样调节电阻箱的阻值,使得电桥两端电压为零。
5. 记录下未知电阻对应的电桥阻值。
四、实验结果分析通过实验步骤中的记录数据,我们可以进行电桥实验结果的分析。
首先,根据标准电阻的测量结果,我们可以绘制出电桥阻值与已知电阻之间的关系曲线。
然后,根据未知电阻的测量结果,我们可以通过插值法或者拟合曲线的方法,得到未知电阻的准确数值。
实验结果的准确性受到多种因素的影响,例如电桥仪器的精度、电源的稳定性等。
因此,在进行电桥实验时,我们需要注意实验环境的稳定性,以及仪器的校准和调试。
五、实验应用电桥实验在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。
在电子工程中,电桥实验可以用于测量电阻、电容、电感等元件的参数值,从而为电路设计和故障排除提供重要的参考。
在材料科学中,电桥实验可以用于测量材料的电阻率,从而评估材料的导电性能。
此外,电桥实验还可以用于测量溶液中物质的浓度、测量电解质的电导率等。
直流电桥的原理与应用实验

直流电桥的原理与应用实验简介直流电桥是一种用来测量电阻、电容、电感等的仪器,它通过平衡电桥的方法来判断被测物理量的大小。
本文将系统介绍直流电桥的原理和应用实验的方法。
原理直流电桥是基于电桥平衡原理工作的。
电桥平衡是指电桥四个电阻中电压的总和为零的状态。
当电桥平衡时,可以根据待测物理量与电桥电阻成正比的关系计算出被测量。
直流电桥主要由四个电阻、一个校准电阻、一个待测电阻和一个测量电压的表头组成。
实验步骤1.连接电路:按照电桥的原理图连接电路。
将待测电阻与校准电阻相连,并将它们连接到电桥上。
2.调节电桥:调节电桥上的调节器,使电桥平衡。
通常需要调节电桥的调节器,直到表头的示数为零。
3.测量电压:用表头测量电桥上的电压值。
记录下测量的电压值。
4.计算待测电阻:根据测量的电压值和已知的校准电阻值,通过计算公式计算出待测电阻的值。
实验注意事项•在进行实验前,检查电路连接是否正确,并确保仪器工作正常。
•在调节电桥时,应小心调节,避免粗暴操作导致电桥故障。
•在多次测量后应取测量值的平均值,以提高测量的准确度。
•实验完成后应及时断开电路,并将仪器归位。
应用领域直流电桥在实际应用中有广泛的应用,主要用于以下领域: - 电阻测量:直流电桥可以用来测量电阻,常用于电子元件的测量和电路设计中。
- 电容测量:直流电桥可以利用其平衡能力,测量电容的大小。
- 电感测量:直流电桥可根据电感与电桥电阻成反比的关系,测量电感的大小。
- 电导率测量:直流电桥可用于测试材料的电导率,用于材料的选型和应用中。
总结直流电桥是一种常用的测量仪器,通过平衡电桥的方法可以准确测量电阻、电容、电感等物理量。
在实验中需要正确连接电路、调节电桥使其平衡,并通过测量电压计算待测物理量的值。
直流电桥在电子领域、材料科学等领域的应用非常广泛,对于实验室和科研工作来说是非常重要的工具。
惠斯通电桥测实验报告

惠斯通电桥测实验报告惠斯通电桥测实验报告引言:在物理学中,电桥是一种常用的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
惠斯通电桥是其中最常见的一种。
本实验旨在通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并探讨电桥的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并了解电桥的工作原理和应用。
二、实验原理惠斯通电桥是由英国物理学家惠斯通于19世纪中叶发明的。
它基于电桥平衡条件,即在电桥的四个电阻中,当两个对角线上的电阻比例相等时,电桥平衡。
当电桥平衡时,通过测量电桥的电流和电压,可以计算出未知电阻的值。
三、实验步骤1. 将惠斯通电桥连接好,确保电路没有短路或开路的情况。
2. 调节电桥上的可调电阻,使电桥平衡。
这可以通过调节电阻的大小或改变电桥上其他电阻的值来实现。
3. 记录下平衡时的电流和电压值。
4. 重复上述步骤,使用不同的未知电阻进行测量。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的电流和电压值,可以计算出未知电阻的值。
根据惠斯通电桥的原理,当电桥平衡时,两个对角线上的电阻比例相等。
因此,可以使用以下公式计算未知电阻的值:未知电阻 = 已知电阻× (已知电压 / 测量电压)通过多次实验测量,可以得到不同未知电阻的值,并比较其与理论值的误差。
如果实验结果与理论值相差较小,则说明实验结果较为准确。
五、实验应用惠斯通电桥在实际应用中具有广泛的用途。
它可以用于测量电阻、电导率和电容等物理量。
在电子工程和电路设计中,电桥可以用于校准电阻器、测量电路的稳定性和精确度。
此外,电桥还可以用于检测电路中的故障和损坏部件。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了惠斯通电桥的原理和应用。
通过测量未知电阻的值,我们验证了电桥的准确性和精确度。
电桥作为一种常用的实验仪器,在物理学和工程学领域具有重要的地位和应用前景。
在今后的学习和实践中,我们将进一步探索电桥的其他应用,并不断提高实验技能和数据处理能力。
结语:惠斯通电桥是一种常见的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
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测量电桥应用的试验一、实验目的:掌握测量电桥的应用,练习各种组桥并比较测量灵敏度。
二、实验原理:通过应变片可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化,通常这种变化是很小的。
要实现测量,必须用适当的办法检测电阻值的微小变化。
为此,一般是把应变片接入某种电路,使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号。
常用的电路有三种,即电位计、惠斯登电桥和双恒流源电路。
应变电桥一般采用交流电源,因而桥臂不能看作是纯阻性的,这将使推导变得复杂,对于直流电桥和交流电桥而言,其一般规律是相同的,为了能用简单的方式说明问题,我们分析直流电桥的工作原理。
(一)直流电桥在图1-1中,设电桥各桥臂电阻分别为R 1、R 2、R 3、R 4,其中的任意一个都可以是应变片电阻。
图1-1 直流电桥电桥的A 、C 为输入端,接上电压为U AC 的直流电源,而B 、D 为输出端、输出电压为U BD ,且4411R I R I U U U AD AB BD −=−= (a )由欧姆定律知)((344211R R I R R I U AC +=+=)=固有344211R R U I R R U I ACAC +=+=, 将I 1,I 4代入(a )式经整理后得到))((43214231R R R R R R R R U U ACBD ++−= (1-1)当电桥平衡时,U BD =0。
由(1-1)式可得电桥平衡条件为4231R R R R = (1-2)设电桥四个臂的电阻R 1=R 2=R 3=R 4,均为粘贴在构件上的四个应变片,且在构件受力前电桥保持平衡,即U BD =0,在构件受力后,各应变片的电阻改变分别为△R 1、△R 2、△R 3和△R 4,电桥失去平衡,将有一个不平衡电压U BD 输出,由(1-1)式可得该输出电压为))(())(())((4433221144223311R R R R R R R R R R R R R R R R U U ADBD Δ++Δ+Δ++Δ+Δ+Δ+−Δ+Δ+=将(1-2)式代入上式,且由于△R 1«R 1,可略去高阶微量,故得到)(444332211R R R R R R R R U U AC BD Δ−Δ+Δ−Δ=根据KRR /Δ=ε,上式可写成 )(44321εεεε−+−=KU U AC BD (1-3) 上式表明:4KU AC 为一常数,由应变片感受到得)(4321εεεε−+−,通过电桥可以线性地转变为电压的变化U BD 。
只要对这个电压的变化量按应变进行标定,就可用仪表指示出所测量的)(4321εεεε−+−,即4321εεεεε−+−=仪 (1-4)如果桥臂上只有AB 间接应变片,即仅R 1有一增量△R 感受应变ε1,则由式(1-2)和式(1-3)得到输出电压为11144εK U R R U U ACAC BD =Δ=(1-5)上式表明,与桥臂上四个电阻均为应变片时得到的应变相似,也可读出此时所测量的应变,即1εε=仪 (1-6)(二)温度补偿粘贴在构件上的应变片,其电阻值一方面随构件变形而变化,另一方面,当环境温度变化时,应变片丝栅的电阻值也随温度改变而变化。
同时,由于应变片的线膨胀系数与构件的线膨胀系数不同、也将引起应变片电阻值发生变化。
这种因环境温度变化引起的应变片电阻值变化,其数量级与应变引起的电阻变化相当。
这两部分电阻变化同时存在,使得测得的应变值中包含了温度变化的影响而引起的虚假应变,会带来很大误差,不能真实反映构件因受力引起的应变,因此,在测量中必须消除温度变化的影响。
消除温度影响的措施是温度补偿。
一般温度补偿的方法是采用桥路补偿法,它是利用电桥特性来进行补偿的。
桥路补偿法可分为以下两种:1.补偿块法以图1-2所示为例,把粘贴在受力构件上的应变片称为工作片R 1,以相同阻值的应变片贴在材料和温度都与构件相同的补偿块上、作为R 2称为补偿片,R 3、R 4为仪器内部的标准电阻。
此时由工作片得到的应变为t P εεε+=11,其中ε1P是载荷引起的应变,εt 是温度变化引起的应变。
而补偿片不受力只有温度应变,并且因材料和温度都与构件相同,产生的温度应变也应与构件一样,即ε2=εt 。
以R 3、R 4组成的半桥不感受应变。
故有ε3=ε4=0,它们产生的温度影响在公式(1-3)中相互抵消,于是由公式(1-4)可得p t t p d 114321εεεεεεεεε=−+−+−==由此可见在应变读数εd 中已消除了温度影响。
图1-2 单臂温度补偿2.工作片补偿片如图1-3所示,这种方法不需要专门的补偿块和补偿片,而是在同一受力构件上粘贴应变片R 1和R 2,分别贴在悬臂梁的受拉区和受压区,并按半桥接线。
图1-3 双臂温度补偿R 3、R 4为仪器内的标准电阻、构成另一半桥。
R 1和R 2应变值分别是:t p εεε−11=,t p εεε+−22=,由悬臂梁同一截面其应变等值异号可将R 2产生的应变写成t p t p εεεεε+−=+−122=。
R 3、R 4组成的半桥不感受应变,同理可得:ε3=ε4=0,温度影响相互抵消,于是将以上各应变量代入公式(1-4),得)(1121t p t p d εεεεεεε+−−+−==p t p t p 1112εεεεε=−++=由此可见温度应变也自动消除。
当采用全桥测量时,电桥四个桥臂都是工作片,由于它们处在相同的温度条件下,相互抵消了温度的影响。
其计算公式见(1-3)式或(1-4)式。
在此不重复阐述。
(三)应变片在电桥中的连接方法应变片在测量电桥中有各种接法。
实际测试中,常利用电桥基本特性而采用不同的接线方法,来达到以下目的:实现温度补偿;从复杂的变形中测出所需要的应变分量;扩大应变读数;减少测量误差;提高测量灵敏度。
测量电桥的各桥臂电阻可以全部是或部分是应变片,测试中常采用以下几种接线方法:1.半桥接线法若在测量电桥中的AB 和BC 臂上接应变片,而另外两臂CD 和DA 接应变片内部的固定电阻R ,则称为半桥接线法,如图1-4所示。
图1-4 半桥接线法由于CD 和DA 桥臂间接固定电阻,不感受应变,即应变为零。
按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为21εεε+=d (1-7)实际测量时,又可分为以下两种情况:(1)半桥单臂测量 在电桥的两个桥臂AB 和BC 上,R 1为感受应变的工作片,R 2为温度补偿片。
一般都可以用这种方法来测量构件某一点处的应变值,按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为实=εεd (1-8)(2)半桥双臂测量 在电桥的两个桥臂AB 和BC 上均接感受应变的工作片。
若测量时R 1、R 2两个应变片的温度环境相同,应变大小相等,而符号相反,即可采用该方法。
它既可提高测量灵敏度,又可使温度应变相互补偿。
按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为)(2121εεεεε−−=−=d 实ε2= (1-9)2.全桥接线法在测量电桥的四个桥臂上全部都接感受应变的工作片,称为全桥接线法,如图1-5所示。
图1-5 全桥接线法此时应变仪的读数应变由公式(1-4)即可得出4321εεεεε−+−=d (1-10)实际测量时,又可分为以下两种情况:(1)全桥测量 电桥的四个桥臂上都接感受应变的工作片,且4321R R R R ===,此时,温度应变可以相互补偿。
若在构件的受拉区粘贴R 1、R 3产生拉应变,在受压区粘贴R 2、R 4产生压应变,即负值。
由上式可得到)()(4321εεεεε−−+−−=d 实ε4= (1-11)显而易见,采用该法,测读数为实ε的4倍,灵敏度比只用一个工作片R 1明显地提高了。
(2)两对臂测量 电桥相对两臂接感受应变的工作片,另相对两臂接温度补偿片,构成全桥即R 1、R 3为相对应的工作片;R 2、R 4为相对应的温度补偿片。
这时四个桥臂的应变片都处于相同的温度条件下,相互抵消了温度的影响,同理,应变仪的读数应变由公式(1-2)可得31εεε+=d 实ε2= (1-12)(3)串联和并联接线法在应变测量中若采用多个应变片时,可将应变片串联或并联起来接入测量电桥,如图1-6所示。
分别为串联半桥接线和并联半桥接线。
图1-6串联和并联接线法由力学和电学知识很容易看出,串联和并联接线都不会增加读数应变。
但是串联后使桥臂电阻增大,因此在限定电流时,可以提高供桥电压,相应地便可以增加输出。
并联后则使桥臂电阻减小,因而输出电流相应提高,这对于直接采用电流表或记录仪器是比较有利的。
(四)动静态多通道测试系统中应变仪的操作方法1.图1-7为动静态多通道测试系统的应变仪面板连接示意图,CH1---CH11(CH6除外)为应变测试通道,CH6为公共补偿接线端。
桥路连接的方式为:全桥、半桥、1/4桥。
全桥方式:在接线排上AB ,BC,CD,DA之间接测试应变片(B`和D`悬空)。
半桥方式:在接线排上AB,BC之间接半桥应变片(B`、D和D`悬空)。
1/4桥方式:将接线排CH6 上CD之间接上补偿应变片(其它接线头悬空)。
在测试通道的接线排上将BB`,DD`用短接片短接,在BC之间接测试应变片(A悬空)。
C接点为应变片公共接点。
2.前面板上有载荷,位移通道接头和开关,见图1-8。
3.在连接好电路后,使仪器先预热5至10分钟左右,避免长时间连续使用。
4.在连接桥路时,将仪器断电。
图1-7 应变仪接线面板示意图三、实验方法按下图连接各种桥路,比较各种测量电桥的测量灵敏度。
(a) (b) (c)四、测试报告1.电桥测量读数理论值单片电桥连接,按图(a)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=εd=2ε半桥连接,按图(b)所示接入应变仪电桥,应变读数εd 全桥连接,按图(c)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=4εd=2ε并联连接,按图(d)所示接入应变仪电桥,应变读数εd 串联连接,按图(e)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=2εd2.实验数据。