图 4 应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图

答:若按第一组应变片的贴法,则在材料被拉时,应变片的阻值都是增大的,若用这些电阻应变片组成电桥,则需要外加电阻组成电桥,选取R2和R3作为电桥的对边,领取两个阻值与未收拉力时应变片阻值相等的电阻作为另外两边组成电桥;若按第二组应变片的贴法,则在材料被拉时,R1和R2的阻值减小,R3、R4的阻值增大,则无需外加电阻即可组成电桥,即将R3和R4放于对边,R1和R2放于对边即可。

七、总结与感想

本实验让我对全桥电路有了深刻的了解,为我今后学习传感器的应用将会有着较大的帮助。

实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较一、实验目的 比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度,得出相应的结论。

二、实验步骤

根据实验一、二、三所得的数据,在同一坐标系中分别作出单臂、半桥和全桥的电压/重量输出曲线,分别计算其灵敏度和非线性度,并从理论上进行论证

三、 实验结果与分析

为得到正确结果,故将实验一、实验二和实验三的输出电压均取绝对值,并用matlab 画出曲线得到如图 5所示的曲线图。

图 5 实验一、二、三的电压/重量输出曲线 由实验一、二、三的结果分析知: 系统灵敏度:

|S1|=?u/?W=0.2386mv/g ,|S2|=?u/?W=0.474mv/g ,|S3|=?u/?W=0.947mv/g 非线性度:

1/100%f F s m y ?δ=??≈0.67%-,2/100%f F s m y ?δ=??≈0.59%, 3/100%f F s m y ?δ=??≈0.154%。

由以上结果知单臂电桥的灵敏度和线性度均为最低,而全桥电路的灵敏度和线性度均为最高。

理论分析:

当R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7时,在单臂电桥中,由于只有一个电阻为应变片,即电桥中只有一个变量,其输出由

1151(2R R Uout U R R R +?=-+?+决定;半桥中,输出由2121(2 R R Uout U R R -?=-+决定;全桥中,输出由122(

R Uout U R R -?=+决定。故有在单臂时,非线性在?R 越大则非线性越严重,且灵敏度较小,为半桥时,其非线性度相对于单臂桥路有所改善;由于全桥的互补作用,其线性度为三种桥路中最优,同时其灵敏度由于差动作用增大了一倍。

四、总结与感想

本实验比较了单臂、半桥、全桥的性能,让我对于三种桥路的优缺点在比较中有了更深的认识,对我后续的学习将会有较大的帮助。

实验六直流全桥的应用——电子秤实验 一、实验目的

了解应变片直流全桥的应用电路的标定。 二、实验原理

电子秤实验原理为实验三全桥测量原理,通过对电路调节

使电路输出的电压值为重量对应值,电压量纲(V改为重量量纲(g即成为一台原始电子秤。

三、实验器材

应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、±15V电源、±4V电源。 四、实验步骤

按实验一中的步骤将差动放大器调零,同实验三一样接成全桥形式,接入电源并调节电桥平衡电位器Rw1,使数显表显示为0v,然后将10只砝码全部置于传感器托盘上,调节电位器Rw3使数显表显示为200mv,之后拿去所有砝码,调节Rw4,使数显表显示为0.v,最后把砝码依次放在托盘上,记录数据。

五、 实验结果与分析 实验结果如所示。

表格 4 全桥性能实验数据记录表

其绝对误差的平均值为:

(0+1+0+1+1+0+0+0+1+1/10=0.5g 非线性度: /100%f F s m y ?δ=??=0.25%。

分析产生误差的原因有传感器测量时数显表的精度引起测量误差,砝码的质量不是完全的精准也将导致测量误差。

六、 总结与感想

本实验让我了解了电子称的标度过程,使得我在今后面对应用时能够据此有所联系,并最终将理论知识应用到实际作品当中,对我帮助将会很大。

实验十 差动变压器的性能实验