金属箔式应变片全桥性能实验
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中国地质大学(北京)实验报告专用纸
实验名称:学号:1002123229 姓名:王秀禹同组人员:实验三金属箔式应变片全桥性能实验
一、实验目的
了解全桥测量电路的优点,理解全桥电路的性能特点。
二、基本原理
全桥测量电路中,将受力状态相同的两片应变片接入点桥对边,不同方的应接入邻边,应变片初始阻值是R1=R2=R3=R4,当其变化值∆R1=∆R2=∆R3=∆R4时,桥路输出电压U O2=KEε∆,比半桥灵敏度又提高一倍,非线性误差进一步得到改善。
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(每只约20g)、数显表、±15V电源数、±5V电源、数字万用表。
四、实验步骤
1、接入模板电源±15V,检查无误后,合上主控台电源开关,将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置;(2)将差放的正、负输入端与地短接,Vo1输出端与数显电压表输入端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),完毕后关闭主控台电源。
2、根据图3-1接入传感器,将R1、R2、R
3、R4应变片接成全桥,注意受力状态不要接错。接入桥路电源+5V,先粗调节Rw1,再细调RW4使数显表显示为零,保持增益不变;逐一加上砝码,将实验结果填入表3-1;进行灵敏度和非线性误差计算。
图3-1 应变片全桥性能实验接线图
五、实验结果分析与处理
1、记录数显表数值如下:
表3-1:全桥测量时,输出电压与负载重量的关系:
2、由所得数据绘出半桥电桥的传感器特性曲线如下
图3-2 全桥传感器特性曲线
由图可知,全桥的传感器特性曲线的线性特性良好,电桥输出灵敏度很高。
3、(1)计算系统灵敏度:
ΔV=(58.2-28.0)+(88.4-58.2)+∙
∙+(309-277)/9=(309-58.2)/9=31.22mV
∙
ΔW=20g
S=ΔV/ΔW=1.56mV/g
(2)计算非线性误差:
Δm =(28.0+58.2+88.4+119.6+150.7+182.8+214.2+246+277+309)/10=167.39mV
y FS=309mV
δf =Δm / yFS×100%=54.2%
六、思考题
1、全桥测量中,当两组对边(R1、R3)电阻值相同时,即R1=R3,R2=R4,
∆R2时,是否可以组成全桥:(1)可以?(2)不可以?
而R1≠
答:可以组成全桥电路。
2、图3-2中,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。
图3-2 应变片传感器受拉时传感器圆盘面展开图
答:将这两组应变片按照两个不同方向贴在棒材上,利用两组不同的测量值即可组成一个全路电桥,不需要外加电阻。