电阻应变式传感器测量电路
实
习
报
告
院系：电子通信工程系
班级：应电班
组别：第组
日期：2013年3月17日
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
一、实验目的：
了解金属箔式应变片的应变效应，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为电阻丝电阻的相对变化，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的受力状态变化，电桥的作用是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。单臂电桥输出电压U=EKε/4。
三、需用器件与单元：
应变式传感器实验模块、应变式传感器、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应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模块的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R1= R2= R3= R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
2、接入模块电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模块调节增益电位器Rw3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，输出端与主控箱面板上的数显表电压输入端Vi相连，调节实验模块上调零电位器Rw4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源。接线图如图所示：
3、将应变式传感器的其中一个应变片R1（即模块左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V（从主控箱引入）如图1-2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为零。
接线图如图所示：
4、在电子秤上放置一只砝码，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500g（或200g）砝码加完。记下实验结果填入表1-1，关闭电
表1-1 单臂电桥输出电压与加负载重量值
5、根据表1-1计算系统灵敏度S，S=ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量；ΔW重量变化量）计算线性误差：δf1=Δm/yF •S×100%，式中为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：yF •S满量程输出平均值，此处为200g。
（1）、计算灵敏度：
ΔV=（-5-(-9）+（-9-(-14)）+（-14-(-18)）+（-18-(-23)）+（-23-(-27)）+(-27-(-32))+(-32-(-37))+（-37-（-41））+(-41-(-46))/9=4.56
ΔW=20g
S=ΔV/ΔW=0.205
(2)、计算线性误差：
Δm=（20+20+20+20+20+20+20+20+20+20）/9=20
δf1=Δm/yF •S×100%=10%
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。
答：正负应变片都可以，因为正负对单笔电桥的传感器特性无影响。
第二组成员：
连接线路：
测量数据：
记录数据：
分析数据：
写报告：