半橋全橋報(bào)告

1、傳感器原理與應(yīng)用實(shí)踐報(bào)告實(shí)驗(yàn)：應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解電阻應(yīng)變片的工作原理與應(yīng)用并掌握應(yīng)變片測(cè)量電路。2、了解應(yīng)變片半橋(雙臂)工作特點(diǎn)及性能。3、了解應(yīng)變片全橋工作特點(diǎn)及性能。二、實(shí)驗(yàn)儀器：主機(jī)箱中的土 2V土 10V (步進(jìn)可調(diào))直流穩(wěn)壓電源、土 15V直流穩(wěn)壓電源、 電壓表；應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、砝碼；4；位數(shù)顯萬用表(自備)。三、基本原理：電阻應(yīng)變式傳感器是在彈性元件上通過特定工藝粘貼電阻應(yīng)變片來組成。一種利用電阻材料的應(yīng)變效應(yīng)將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。此類傳感器主要是通過一定的機(jī)械裝置將被測(cè)量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由電阻應(yīng)變片

2、將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化， 再通過測(cè)量電路將電阻的變化 轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號(hào)輸出。它可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢 測(cè)，如力、壓力、加速度、力矩、重量等，在機(jī)械加工、計(jì)量、建筑測(cè)量等行業(yè) 應(yīng)用十分廣泛。1、箔式應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒?yàn)原理圖：沱動(dòng)放人器1 I4V E +1V0圖3 1應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)原理圖圖中R5 R6 R7為350Q固定電阻，R1為應(yīng)變片；RW1和R8組成電橋調(diào)平衡 網(wǎng)絡(luò)，E為供橋電源土 4V。橋路輸出電壓U嚴(yán)(1 /4)( R4/R4)E= (1 /4)( R/ R)E= (1 /4)K E。差動(dòng)放大器輸出為 Vo。2、應(yīng)變片半橋原理：應(yīng)變片基本原理參閱

3、實(shí)驗(yàn)一。應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn)原理如圖3-2所示。不同應(yīng)力方向的兩片應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊，輸出靈敏度提高，非線性得到改善。其橋路輸出電壓U嚴(yán)(1 /2)( R/R)E= (1 /2)K & E。Ki拴動(dòng)肢人器n - T. E + o圖32應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn)原理圖3、應(yīng)變片全橋原理：應(yīng)變片基本原理參閱實(shí)驗(yàn)一。應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)原理如圖31所示。應(yīng)變片全橋測(cè)量電路中，將應(yīng)力方向相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)叄?相反的應(yīng)變片 接入電橋鄰邊。當(dāng)應(yīng)變片初始阻值：R仁R2= R3= R4,其變化值厶R1=A R2=A R3=A R4時(shí)，其橋路輸出電壓 Uo- ( R/R)E= K & E。其輸出靈敏度比半橋又

4、提高了一倍，非線性得到改善。圖33應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)接線示意圖四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)量結(jié)果表1應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重量(g)2200電壓(mV)5.79.713.817.821.825.729.633.737.641.6(1) 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度： V= (9.7-5.7) + (13.8-9.7) + .+ (41.6-37.6) /9=3.99mV W=20gS=A V/ W=0.199mV/g(2) 計(jì)算非線性誤差： m = (5.7+9.7+13.8+17.8+21.8+25.7+29.6+33.7+37.6+41.6 /10=23.7mV yFS=41.6mVS f =m / yFS 1

5、00%=56.97%表2應(yīng)變片半橋?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)重量(g)2200電壓(mV)7.415.022.730.438.346.154.161.969.777.5(1) 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度： V=( (15.0-7.4 ) + (22.7-15.0 ) +.+(77.5-69.7 ) )/9=7.79mV W=20gS=A V/ W=0.39mV/g(2) 計(jì)算非線性誤差： m = (7.4+15.0+22.7+30.4+38.3+46.1+54.1+61.9+69.7+77.5) /10=42.31mVyFS=77.5mVS f= m/yFSX 100%=54.6%表3全橋性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重量(g)2200電壓

6、(mV)16.231.347.062.577.893.3109.0124.6140.3155.8(1) 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度： V= (31.3-16.2) + (47.0-31.3) + (155.8-140.3) /9=15.51mV W=20g S=A V/ W=0.78mV/g(2) 計(jì)算非線性誤差： m = (16.2+31.3+47.0+62.5+77.8+93.3+109.0+124.6+140.3+155.8/10=85.78mV yFS=155.8mVS f =m / yFS 100%=55.1%五、結(jié)果討論及心得單臂電橋傳感器特性曲線呈非線性，因?yàn)殡娮枳兓蔙/R不完全是線性的；半橋的傳感器特性曲線非線性得到了改善，電橋輸出靈敏度提高；全橋的傳感器特性曲線的線性特性良好，電橋輸出靈敏度很高。本次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了單臂時(shí)， Ku=E/4;半橋時(shí) Ku=E/2;全橋時(shí) Ku=E.經(jīng)過此次的實(shí)驗(yàn)，讓我們了解不同電橋的特性和實(shí)現(xiàn)方法， 以及了