金屬箔式應(yīng)變片傳感器性能研究-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：普通物理實(shí)驗(yàn)（3）實(shí)驗(yàn)名稱：金屬箔式應(yīng)變片傳感器性能研究學(xué)院：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：座位號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，掌握單臂電橋工作原理和性能。2.比較全橋、、半橋與單臂電橋的不同性能、了解其特點(diǎn)。 3.了解全橋測量電路的優(yōu)點(diǎn)及其在工程測試中的實(shí)際應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)儀器： 應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、托盤、砝碼、、數(shù)顯電壓表、±15V和±4V電源實(shí)驗(yàn)原理：電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R為電阻絲電阻相對(duì)變化，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，ε=Δl/l為電阻絲長度相對(duì)變化。金屬箔式應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感組件，四個(gè)金屬箔應(yīng)變片分別貼在彈性體的上下兩側(cè)，彈性體受到壓力發(fā)生形變，應(yīng)變片隨彈性體形變被拉伸，或被壓縮。通過這些應(yīng)變片轉(zhuǎn)換被測部位受力狀態(tài)變化、電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化。1、單臂電橋?qū)嶒?yàn)如圖1-1所示，R5、R6、R7為固定電阻，與應(yīng)變片一起構(gòu)成一個(gè)單臂電橋。 3、全橋性能測試 差動(dòng)放大器調(diào)零后，按圖31-4接線，在應(yīng)變傳感器托盤上放置一只砝碼，調(diào)節(jié)Rw3，改變差動(dòng)放大器的增益，使數(shù)顯電壓表顯示0.020V左右，讀取數(shù)顯表數(shù)值，保持Rw3不變，依次增加砝碼并讀取相應(yīng)的數(shù)顯表數(shù)值，直到200g砝碼加完。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析處理： 表一：單橋性能測試m/g20406080100120140160180200U/mV2.06.110.514.818.122.426.531.236.540.9擬合

U/mV1.655.9310.2114.4818.7623.0427.3231.5935.8740.15ΔU/mV0.350.170.290.320.660.640.820.390.630.75計(jì)算靈敏度S=計(jì)算非線性誤差δ表二：半橋性能測試m/g20406080100120140160180200U/mV10.018.427.236.144.753.462.270.979.788.3擬合

U/mV9.8418.5627.2836.0144.7353.4562.1770.9079.6288.34ΔU/mV0.160.160.080.090.030.050.030.000.800.43計(jì)算系統(tǒng)靈敏度L=計(jì)算非線性誤差δ表三：全橋性能測試m/g20406080100120140160180200U/mV21.442.863.784.0104.5125.1146.2166.3187.7207.8擬合

U/mV21.8942.5763.2583.93104.6125.3146.0166.7187.3208.0ΔU/mV0.490.230.470.070.110.190.230.350.370.21計(jì)算靈敏度L=計(jì)算非線性誤差δ六、思考題：1、單臂電橋時(shí)，作為橋臂電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：（1）正（受拉）應(yīng)變片（2）負(fù)（受壓）（3）正、負(fù)應(yīng)變片均可以？ 答：正、負(fù)應(yīng)變片均可以。當(dāng)采用負(fù)應(yīng)變片時(shí)，得到的電壓是負(fù)值。2、半橋測量時(shí)兩個(gè)不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時(shí)，應(yīng)放在：（1）對(duì)邊；（2）鄰邊。 答：鄰邊。3、全橋測量中，當(dāng)兩組對(duì)邊（R1、R3為對(duì)邊）值R相同時(shí)，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2時(shí)，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不可以。 答：不可以。4