實(shí)驗(yàn)四++金屬箔式應(yīng)變片性能一全橋

實(shí)驗(yàn)四金屬箔式應(yīng)變片性能——全橋四臂實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解金屬箔式應(yīng)變片，半橋單、雙臂測(cè)量電路的工作原理和工作情況。二、實(shí)驗(yàn)原理： 本實(shí)驗(yàn)說明箔式應(yīng)變片及半橋單、雙臂直流電橋的原理和工作情況。 電阻應(yīng)變片是最常用的測(cè)力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在力敏感物體（測(cè)件）表面，當(dāng)測(cè)件受力發(fā)生形變（即為應(yīng)變），應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，通過測(cè)量電路，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出顯示。 電橋電路是最常用的非電量電測(cè)電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對(duì)變化率分別為、、、，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作，且R1=R2=R3=R4=R，。 由此可知，單臂、半橋、全橋電路的靈敏度依次增大。三、所需單元及部件： 直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、雙平行梁、四片應(yīng)變片、F/V表、主、副電源。四、旋鈕初始位置： 直流穩(wěn)壓電源打到±2V檔，F(xiàn)/V表打到2V檔，差動(dòng)放大增益最大。五、實(shí)驗(yàn)步驟： （1）、了解所需單元、部件在實(shí)驗(yàn)儀上的所在位置，觀察梁上的應(yīng)變片，應(yīng)變片為棕色襯底箔式結(jié)構(gòu)小方薄片。上下二片梁的外表各貼二片受力應(yīng)變片。 （2）、將差動(dòng)放大器調(diào)零：用連線將差動(dòng)放大器的正（+）、負(fù)（-）、地短接。將差動(dòng)放大器的輸出端與F/V表的輸入插口Vi相連；開啟主電源；調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益到最大位置（順時(shí)針將差動(dòng)放大器的增益旋鈕調(diào)整到最大），然后調(diào)整差動(dòng)放大器的調(diào)零旋鈕，直至使F/V表顯示為零。關(guān)閉主電源，并將差動(dòng)放大器的正（+）、負(fù)（-）極短接線全部撤去。（3）、電橋的調(diào)零：根據(jù)如圖1接線。R1、R2、R3、R4為應(yīng)變片。將穩(wěn)壓電源的切換開關(guān)置±4V檔，F(xiàn)/V表置2v檔。開啟主電源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的RW1，使F/V表顯示為零，等待數(shù)分鐘后將F/V表置2V檔，再調(diào)電橋RW1（慢慢地調(diào)），使F/V表顯示為零。（4）、在傳感器上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)婁值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=V/W，并作出V-W關(guān)系曲線，V為電壓變化率，W為相應(yīng)的重量變化率。（5）、電橋的調(diào)零：根據(jù)如圖2接線。R1、R2、R3、R4為應(yīng)變片。將穩(wěn)壓電源的切換開關(guān)置±4V檔，F(xiàn)/V表置2v檔。開啟主電源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的RW1，使F/V表顯示為零，等待數(shù)分鐘后將F/V表置2V檔，再調(diào)電橋RW1（慢慢地調(diào)），使F/V表顯示為零。（6）、在傳感器上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)婁值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=V/W，并作出V-W關(guān)系曲線，V為電壓變化率，W為相應(yīng)的重量變化率。圖3（7）、電橋的調(diào)零：根據(jù)如圖3接線。R1、R2、R3、R4為應(yīng)變片。將穩(wěn)壓電源的切換開關(guān)置±4V檔，F(xiàn)/V表置2v檔。開啟主電源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的RW1，使F/V表顯示為零，等待數(shù)分鐘后將F/V表置2V檔，再調(diào)電橋RW1（慢慢地調(diào)），使F/V表顯示為零。（8）、在傳感器上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)婁值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=V/W，并作出V-W關(guān)系曲線，V為電壓變化率，W為相應(yīng)的重量變化率。圖4（9）、電橋的調(diào)零：根據(jù)如圖4接線。R1、R2、R3、R4為應(yīng)變片。將穩(wěn)壓電源的切換開關(guān)置±4V檔，F(xiàn)/V表置2v檔。開啟主電源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的RW1，使F/V表顯示為零，等待數(shù)分鐘后將F/V表置2V檔，再調(diào)電橋RW1（慢慢地調(diào)），使F/V表顯示為零。（10）、在傳感器上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)婁值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=V/W，并作出V-W關(guān)系曲線，V為電壓變化率，W為相應(yīng)的重量變化率。六、注意事項(xiàng)： （1）、電橋上端虛線所示的四個(gè)電阻實(shí)際上并不存在，僅作為一標(biāo)記，讓學(xué)生組橋容易。 （2）、為確保實(shí)驗(yàn)過程中輸出指示不溢出，可先將砝碼加至最大重量，如指示溢出，適當(dāng)減小差動(dòng)放大增益，此時(shí)差動(dòng)放大器不必重調(diào)零。 （3）、做此實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將低頻振蕩器的幅度關(guān)至最小，以減小其對(duì)直流電橋的影響。七、思考題：（1）、本實(shí)驗(yàn)全橋測(cè)量過程中，電阻應(yīng)變片Rx1、Rx2、Rx3、Rx4連接法有無要