金属箔式应变片――单臂电桥性能实验

实验1 ⾦属箔式应变⽚――单臂电桥性能实验⼀、实验⽬的：

1、了解⾦属箔式应变⽚的应变效应2、单臂电桥⼯作原理和性能。⼆、基本原理：

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：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，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压的⽐例变化，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U o1= 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－电⼦秤、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（1－1）应变式传感器（电⼦秤）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，R 1＝R2＝R3＝R4＝350Ω，加热丝阻值为50Ω左右图1－1 应变式传感器安装⽰意图

2、接⼊模板电源±15V（从主控台引⼊），检查⽆误后，合上主控台电源开关，将实验

模板调节增益电位器R W3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，输出端与主控台⾯板上数显表输⼊端V i相连，调节实验模板上调零电位器R W4，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（注意：当R w3、R w4的位置⼀旦确定，就不能改变。⼀直到做完实验为⽌）。3、将应变式传感器的其中⼀个电阻应变⽚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模块内已接好），接好电桥调零电位器R W1，接上桥路电源±4V（从主控台引⼊）如图1－2所⽰。检查接线⽆误后，合上主控台电源开关。调节R W1，使数显表显⽰为零。

图1－2 应变式传感器单臂电桥实验接线图

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（或500 g）砝码加完。记下实验结果填⼊表1－1，关闭电源。重量(g)电压(mv)

5、根据表1－1计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）和⾮线性误差δf1=Δm/y F..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：y F·S满量程输出平均值，此处为200g（或500g）。五、思考题：

单臂电桥时，作为桥臂电阻应变⽚应选⽤：（1）正（受拉）应变⽚（2）负（受压）应变⽚（3）正、负应变⽚均可以。