22.力传感器标定及称重实验
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。
多维力传感器的标定实验
传感器标定实验概述：车辆在行驶的过程中，轮力传感器安装在车轮上，跟车轮一起转动，加上路况的不断变化，使得传感器的工作环境十分恶劣，这就使得在实际工程应用当中，对传感器制作工艺和精度有了很高的要求。
车轮六维力传感器的精度直接影响到六维力的测量是否精确，传感器的精度则需要经过实验来对它进行标定。
轮力传感器标定分为静特性标定和动特性标定，相应的稱合系数矩阵也有静态和动态之分。
传感器标定的原理及意义：传感器的标定，是指通过实验的方法，通过加载输入量来测得输出量，并以此来寻找二者之间的关系和规律同时确定不同使用条件下的误差。
六维力传感器的标定原理：用实验的方法，对六维力传感器加载标准的广义力，即输入已知量，同时记录六维力传感器的各个桥路的输出电压，即得到输出量，然后按照一定的方法对记录的数据进行处理，便可以得到输入量和输出量之间的关系，这就是我们需要的结构影响系数矩阵，即标定矩阵。
（个人观点：这个输入的是一个力，然后输出的是一个电压，实际上输出的是一个以应变有关系的量，但是这个量呢不能直接体现，而需要通过这个电压来体现。
然后我们需要一定的方法去模仿或者计算它这个输入输出的关系，这就是我们需要的一个系数矩阵，就是标定矩阵。
）传感器在出厂使用之前，必须要经过标定试验，并进行严格的性能及各项指标测试。
六维力传感器是个多输入多输出的复杂系统，由于弹性体的结构设计与电阻应变片布片方案和工艺等等因素的影响，实际各维输出信号之间存在一定程度的耦合，即维间耦合，各维力力矩间的耦合关系比较复杂，通常采用物理实验的方法来对它进行标定，其标定精度对传感器的测量精度有着重要的影响，因此，在标定实验中，必须采用比传感器量级更高的标定系统。
（个人观点：多维力传感器的输出信号之间存在着一定程度的耦合是必然现象，这是为什么呢，因为弹性体在产生应力应变的时候是一是一体的，不是分开的。
）传感器标定实验的具体步驟：进行标定实验前，首先要对实验中要用的设备进行外观检查，包括标定系统、被标定的传感器及其它实验工具，检查它们的外观和受载情况，然后把传感器安装到标定系统的标定试验台的相应位置上。
测试信号实验——电子秤标定报告
静态标定实验报告一、实验目的1、了解电子称的称重原理；2、掌握测试系统的定标方法；3、掌握测试系统静态特性的分析方法。
二、实验原理1.称重原理: 利用传感器的应变特性, 传感器将感受到的力或力矩的变化转变成变化的模拟信号。
该模拟信号经放大调理电路, 再经采样转变成便于计算机处理的数字信号, 由CPU运算后, 根据键盘指令及程序将结果输出到显示器上。
2、在一定的标准条件下, 采用一定等级的标定设备对测试系统进行多次往复测试的过程通过对系统的静态测试, 得到输出量与输入量的函数关系。
三、实验步骤1、将电子称、电源和万用表连接成测试系统；接通电源后, 预热1分钟, 然后进行预平衡调试, 并使得在无外加载荷的情况出为0；按从小到大的顺序逐步加载荷, 共10级, 利用示波器和数字表读出输出电压信得到加载过程结果；然后, 从大到小, 逐级卸载, 直至为空载, 利用数字万用表读出输出电压信号加到卸载过程结果；2、重复步骤3和4, 得到5组加、卸载结果；关闭电源, 拆卸连接线, 将相应实验器材放置原位。
四、实验仪器电子称1台万用数字表1个电源1台五、实验结果1.标定曲线的绘制①实验数据列表: 加卸载过程标定曲线:① 2.标定系数及标定误差计算标定系数:标定曲线的斜率即灵敏度为1K 3.2443Uk==②定误差:标定曲线表达式:① 3.测试系统误差计算：某物体质量m=2.431kg, 电子称示数mo=2.448kg, 电压值U=3.225。
②最小二乘误差:③滞误差:综合误差:直接代数和:方和根:4、软件实现结果：将质量用电压的函数表示, 在labview中编程, 框图如下图示：。
力传感器标定算法
力传感器标定算法力传感器标定算法是指通过对力传感器进行校准，得出其输出与实际物理量之间的关系，以保证测量结果的准确性和可靠性。
力传感器是一种广泛应用于各种工业自动化控制领域的传感器，其工作原理是利用压电效应，将物理量转化为电信号输出。
但是在使用过程中，由于传感器的固有误差和外部环境的干扰等因素，会导致其输出结果与实际物理量存在误差，因此需要进行标定以提高测量精度。
力传感器标定算法一般分为两种：静态标定和动态标定。
静态标定是在静止状态下进行的标定，主要用于测量静态力，如压力、拉力等；动态标定是在运动状态下进行的标定，主要用于测量动态力，如震动、冲击力等。
静态标定的基本流程是将传感器安装在标准力台架上，施加一系列已知的力，记录传感器的输出电压值，然后通过拟合曲线得出传感器输出电压与实际物理量之间的关系。
具体而言，可以采用多项式拟合、线性回归等数学方法进行拟合，并通过残差分析等手段评估标定结果的准确性和可靠性。
动态标定的基本流程是将传感器安装在振动台、冲击台等设备上，施加一系列已知的动态力，记录传感器的输出电压值和时间，然后通过傅里叶变换、小波变换等信号处理方法，将传感器输出信号分解成各个频率分量，得到传感器输出信号与实际物理量之间的频率响应关系。
具体而言，可以采用频域拟合、时域滤波等数学方法进行处理，并通过谱线分析、功率谱密度分析等手段评估标定结果的准确性和可靠性。
除了基本标定流程外，力传感器标定算法还需要考虑一些实际应用中可能出现的问题。
例如，传感器的温度漂移、非线性特性、交叉灵敏度等因素都会影响标定结果的精度和可靠性，因此需要针对具体应用场景进行相应的校正和处理。
此外，对于一些特殊应用，如高温、高压、强电磁干扰等环境下的力测量，还需要采用特殊的标定方法和技术手段，以保证测量结果的准确性和可靠性。
力传感器标定算法是保证力测量准确性和可靠性的关键技术之一，需要根据具体应用情况选择合适的标定方法和技术手段，并通过实验验证和数据分析等手段评估标定结果的准确性和可靠性，以满足实际工程应用的需求。
力传感器标定及称重实验2
实验一典型信号频谱分析一. 实验目的1. 在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。
2. 了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。
二. 实验仪器和设备1. 计算机n台2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套三。
实验原理：1.典型信号及其频谱分析的作用我们直接观测或记录到的信号，一般是以时间为独立变量的，称其为信号的时域描述。
信号时域描述只能反映信号幅值随时间变化的关系，而不能明显揭示信号的频率组成关系。
为了研究信号的频率结构和各频率成分的幅值、相位关系，应对信号进行频谱分析，把信号的时域描述通过适当方法变成信号的频域描述，即是以频率为独立变量表示信号。
正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号，这些信号时域、频域之间的关系很明确，并且都具有一定的特性，通过对这些典型信号的频谱进行分析，对掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法大有益处。
2. 频谱分析的方法傅立叶变换是信号频谱分析中常用的一个工具，它把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间具有一定关系的正弦信号之和，并通过对各个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅值。
信号频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。
时域信号x(t)的傅氏变换为：式中X(f)为信号的频域表示，x(t)为信号的时域表示，f为频率。
3. 周期信号的频谱分析周期信号是经过一定时间可以重复出现的信号，满足条件：x ( t ) = x ( t + nT )从数学分析已知，任何周期函数在满足狄利克利（Dirichlet）条件下，可以展开成正交函数线性组合的无穷级数，如正交函数集是三角函数集（sinnω0t,cosnω0t）或复指数函数集（），则可展开成为傅里叶级数，通常有实数形式表达式：直流分量幅值为：各余弦分量幅值为：各正弦分量幅值为：利用三角函数的和差化积公式，周期信号的三角函数展开式还可写如下形式：直流分量幅值为：A0 = a0各频率分量幅值为：各频率分量的相位为：式中，T-周期，T=2π/ω0；ω0-基波圆频率；f0-基波频率；n=0,±1, ……。
传感器、力位移标定实验
归分析，求出传感的灵敏度。 画出标定数据和回归直线，标出刻 度。
三、实验设备和原理
1）静态电阻应边仪
2）标定仪 3）传感器
四、实验步骤
4.1
位移传感器标定
1）将引伸计安装在标定器的刀口上，设 定标定器测微尺的零点； 2）按照灵敏度最大的接桥方式接桥，将 电阻应变仪调零。 3）转动测微尺，使刀口逐次产生0.5mm 的位移，直到总位移达到3mm（或者 4mm）。记下电阻应变仪上对应于每次位 移的度数。
四、实验步骤
4.2力传感器标定
1）将力传感器安装在标定器的夹具上， 施加0.1KN的初载荷； 2）按照灵敏度最大的接桥方式接桥，将 电阻应变仪调零。 3）按照0.3KN、0.5KN、0.7KN、0.9KN 、1.1KN的加载方案逐次加载，记下电阻 应验结果整理
传感器（力、位移） 标定实验
一、概述
传感器是把相关的物理量如温度、压力
、浓度、载荷等转变成具有确定对应关 系的电量输出的一种测量装置，以满足 对于信息的记录、显示、传输、存储、 处理以及控制的要求。
二、实验目的
1）掌握常温电阻应变片的粘贴技术； 2）理解并掌握传感器的标定方法，学
会相关仪器的使用方法 。
力传感器原理实验
力传感器原理实验
在力传感器原理实验中，我们使用一种称为导电性薄膜的材料。
该材料在施加力的作用下，会发生电阻变化。
实验中，我们将导电性薄膜固定在一个支撑平台上，并将其与电路连接。
首先，我们需要校准力传感器，在实验开始前先测量材料的初始电阻。
在不施加任何力的情况下，我们测量导电性薄膜的电阻值，并记录下来。
接下来，我们开始施加力量。
可以使用不同的方式，如手指压力、重物压力等。
在施加力的过程中，我们需要逐步增加力量，并测量导电性薄膜的电阻值。
记录下每次增加力量时的电阻值。
在实验过程中，我们可以观察到当施加越大的力量时，导电性薄膜的电阻值越小。
这是因为施加的力量会使导电性薄膜微微变形，导致导电性薄膜上导电材料的排列更加紧密，电流更容易通过，从而导致电阻值的降低。
通过测量不同力量下的电阻值，我们可以建立一条电阻-力量
的线性关系曲线。
这条曲线可以被用来推断未知力量对应的电阻值，从而实现力量的测量。
在实验结束后，我们可以绘制出电阻-力量的曲线，并使用该
曲线来进行力量的测量。
这对于需要实时监测力量的许多应用非常重要，如机器人手臂控制、工业自动化等。
使用力传感器测力实验报告
使用力传感器测力实验报告
引言
本实验旨在利用力传感器进行测力实验，通过测量不同物体受到的力的大小，探究物体的受力特性。
实验装置和步骤
1. 实验装置：
- 力传感器
- 电子称
- 电脑或数据记录设备
2. 实验步骤：
1. 将力传感器连接到电子称和电脑上，并确保传感器已正确校准。
2. 将待测物体放置在力传感器上。
3. 通过电子称测量物体的质量，并记录下来。
4. 逐渐增加施加在物体上的力，并记录下不同施力情况下传感器测得的力的数值。
5. 将收集到的数据导入电脑或数据记录设备中保存。
实验结果与分析
根据实验步骤中记录的数据，我们得到了不同施力情况下的力传感器测得的力的数值。
通过对数据的分析，我们可以得出以下结论：
1. 受力与施力大小成正比：根据实验结果，我们可以确证力的大小与施力大小成正比关系。
随着施加在物体上的力的增加，传感器测得的力也相应增加。
2. 物体质量不影响测得的力：实验中记录的数据表明，无论物体的质量如何，传感器测得的力都与物体本身的质量无关。
这是因为力传感器测量的是施加在物体上的力，而不是物体本身的重量。
结论
通过本实验的研究和分析，我们得出了以下结论：
- 力传感器可以用于测量物体受到的力的大小。
- 受力与施力大小成正比，与物体的质量无关。
实验总结
本实验通过使用力传感器进行测力实验，对物体受力特性进行了探究。
实验结果表明了力传感器的实用性和准确性，为进一步研究力学领域提供了重要的实验数据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验二十二力传感器标定及称重实验
一. 实验目的
1. 通过本实验了解和掌握力传感器的测量原理和方法。
二. 力传感器工作原理简介
电阻应变计是利用物体线性长度发生变形时其阻值会发生改变的原理制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度、蠕变补偿性能。
测量电路普遍采用惠斯通电桥（如图22.1所示），利用的是欧姆定律，测试输出量是电压差。
图22.1 惠斯通电桥
本实验采用的电阻应变计采用的是惠斯通全桥电路，当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，产生电压输出，经采样后送到计算机由drvi快速可重组虚拟仪器平台软件处理。
因为电桥在生产时有一些误差，不可能保证每一个电桥的电阻阻值和斜率保持一致。
所以，传感器在使用之前必须要经过线性校正，这是由于计算机得到的是经过采样后的数字量，与真实质量之间是一种线性关系，需要由标定来得到这个关系。
图22 .2力传感器实物
在实验中采用的力传感器是lyb-5-a型应变力传感器具有精度高、复现性好的特点。
其外形见图22.2。
需要特别强调的是：由于力传感器的过载能力有限（150%），所以，在实际使用过程中应尽量避免用力压传感器的头部或冲击传感器。
否则，极易导致传感器因过载而损坏！
三. 实验仪器和设备
1. drvi可重组虚拟实验开发平台1套
2. 蓝津数据采集仪（ldaq-epp2）1套
3. 开关电源（ldy-a）1套
4. 称重台1个
四. 实验步骤及内容
1. 将称重台的传感器输出线与实验台上对应的接口相连。
2. 启动服务器，运行drvi主程序，开启drvi数据采集仪电源，然后点击drvi快捷工具条上的“联机注册”图标，选择其中的“drvi采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪之间的注册。
联机注册成功后，分别从drvi工具栏和快捷工具条中启动“drvi微型web服务器”和“内置的web服务器”，开始监听8600和8500端口。
3. 打开客户端计算机，启动计算机上的drvi客户端程序，然后点击drvi快捷工具条上的“联机注册”图标，选择其中的“drvi局域网服务器检测”，在弹出的对话框中输入服务器ip地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端和服务器之间的认证，认证完毕即可正常运行客户端所有功能。
4. 在drvi软件平台的地址信息栏中输入如下信息“http://服务器ip地址:8600/gccslab/index.htm”，打开web版实验指导书，在实验目录中选择“力传感器标定及称重”实验，按实验原理和要求设计该实验。
5. 选择附录中该实验脚本文件“服务器端”的链接，将参考的实验脚本文件贴入drvi软件平台，如图22.3所示。
图22.3应变式力传感器称重实验（服务器）
6. 首先进行传感器的标定：用标准砝码测定k，b值，取两个点（即分别用两个不同的砝码），计算出k，b的值作为标定结果。
具体操作过程为：点击面板上的“运行”按钮，在载物台上放置一个标准砝码100克（或其他大小），然后输入“100（或其他值）”到“试载参数x1”输入框中，然后点击“标定1” 按钮记录下第一点的值；改变砝码的质量，比如300质量的砝码，输入“300”到“试载参数x2”输入框中，然后点击“标定2”按钮记录下第二点的值；再点击“标定结果”按钮，得到k,b标定值。
7. 标定完毕，即可进行物体测量。
将所测物体放在载物台上，然后点击“实测质量”按钮，得到被测物体质量值。
再改变质量块的大小，观察和分析计算结果。
8. 对于客户端，在服务器端进行标定及计算的同时，客户端也同步进行同样的操作，即在服务器端进行“标定1”参数读取的同时，客户端也进行“标定1”参数的读取，在服务器端进行“标定2”参数读取的同时，客户端也进行“标定2”参数的读取，然后完成标定计算过程及质量测量过程。
客户端示意图如图22.4所示。
图22.4应变式力传感器称重实验（客户端）
五. 注意事项
1. lyb-5-a型传感器的称重或测量不超过2kg的力（平稳，不含过强冲击）。
2. 在客户端标定过程中，必须保持客户端与服务器端同步。
3. 不要冲击传感器或在其上施加过大的力，以免因过载而损坏传感器。
六. 实验报告要求
1. 根据实验内容整理实验结果，并分析和说明其检测原理。
2. 在客户端标定过程中，必须保持客户端与服务器端同步。
七. 思考题
1. 分析测量误差。
2. 应用于称重的传感器还有那些？简述其工作原理。
附录：
1. 该实验的实验信号处理框图如图2
2.5所示
图22.5 应变式力传感器称重实验信号处理框图。