實驗一金屬箔式應變片――單臂電橋效能實驗
一、 實驗目的：了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和效能。
二、 實驗儀器：應變感測器實驗模組、托盤、砝碼、數顯電壓表、±15v、±4v電源、萬用表（自備）。
三、 實驗原理：電阻絲在外力作用下發生機械變形時，其電阻值發生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關係式為：δr/r=kε，式中δr/r為電阻絲電阻相對變化，k為應變靈敏係數，ε=δl/l為電阻絲長度相對變化。
金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝製成的應變敏感元件，如圖1-1所示，四個金屬箔應變片分別貼在彈性體的上下兩側，彈性體受到壓力發生形變，上面的應變片隨彈性體形變被拉伸，對應為模組面板上的r1、r3，下面的應變片隨彈性體形變被壓縮，對應為模組面板上的r2、r4。
圖1-1
圖1-2
通過這些應變片轉換被測部位受力狀態變化、電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，如圖1-2所示r5、r6、r7為固定電阻，與應變片一起構成乙個單臂電橋，其輸出電壓
e為電橋電源電壓，式1-1表明單臂電橋輸出為非線性，非線性誤差為
四、 實驗內容與步驟
1、 圖1-1應變感測器上的各應變片已分別接到應變感測器模組左上方的r1、r2、r3、r4上，可用萬用表測量判別，r1=r2=r3=r4=350ω。
2、 從主控台接入±15v電源，檢查無誤後，合上主控台電源開關，將差動放大器的輸入端ui短接，輸出端uo2接數顯電壓表（選擇2v檔），調節電位器rw4，使電壓表顯示為0v。rw4的位置確定後不能改動。關閉主控台電源。
3、 將應變式感測器的其中乙個應變電阻（如r1）接入電橋與r5、r6、r7構成乙個單臂直流電橋，見圖1-2，接好電橋調零電位器rw1，直流電源±4v（從主控台接入），電橋輸出接到差動放大器的輸入端ui，檢查接線無誤後，合上主控台電源開關，調節rw1,使電壓表顯示為零。
4、 在應變感測器托盤上放置乙隻砝碼，調節rw3，改變差動放大器的增益，使數顯電壓表顯示2mv，讀取數顯表數值，保持rw3不變，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，計下實驗結果，填入下表1-1，關閉電源。
表1－1
利用matlab擬合出的曲線如下：
記重量為x(g)，電壓為y(mv),根據matlab,擬合出的曲線為：
y=0.6155x-5.0273
可以看出重量為0kg時誤差最大為5.0273mv
非線性誤差δf1=δm/yf..s ×100％
5.0273/120.3*100%
4.18%
系統靈敏度s＝δu/δw=0.6155
實驗二金屬箔式應變片――半橋效能實驗
一、 實驗目的：比較半橋與單臂電橋的不同效能、了解其特點。
二、 實驗儀器：應變感測器實驗模組、托盤、砝碼、數顯電壓表、±15v、±4v電源、萬用表（自備）。
三、 實驗原理：不同受力方向的兩隻應變片接入電橋作為鄰邊，如圖2-1。電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善，當兩隻應變片的阻值相同、應變數也相同時，半橋的輸出電壓為
uo=ekε/2式2-1
e為電橋電源電壓，式2-1表明，半橋輸出與應變片阻值變化率呈線性關係。
四、 實驗內容與步驟
1、 應變感測器已安裝在應變感測器實驗模組上，可參考圖1-1。
2、 差動放大器調零，參考實驗一步驟2。
3、 按圖2-1接線，將受力相反（一片受拉，一片受壓）的兩隻應變片接入電橋的鄰邊，接入電橋調零電位器rw1，直流電源±4v（從主控台接入），電橋輸出接到差動放大器的輸入端ui，檢查接線無誤後，合上主控台電源開關，調節rw1,使電壓表顯示為零。
4、 在應變感測器托盤上放置乙隻砝碼，調節rw3，改變差動放大器的增益，使數顯電壓表顯示10mv左右，讀取數顯表數值，保持rw3不變，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，計下實驗結果，填入下表，關閉電源。
表2－1
利用matlab擬合出的曲線如下：
記重量為x(g)，電壓為y(mv),根據matlab,擬合出的曲線為：
y=1.3192x-11.7273
可以看出重量為0kg時誤差最大為11.7273mv
非線性誤差δf2=δm/yf..s ×100％
11.7273/255*100%
4.60%
系統靈敏度l＝δu/δw=1.3192
五、 思考題
引起半橋測量時存在非線性誤差的原因是什麼？
答：1 電橋未能完全調製平衡
2 應變片沒有完全對稱的貼在金屬上
3 實驗儀器自身的缺陷引起誤差
4 操作過程中人為原因造成，如讀數不準確性等
實驗三金屬箔式應變片――全橋效能實驗
一、 實驗目的：了解全橋測量電路的優點。
二、實驗儀器：應變感測器實驗模組、托盤、砝碼、數顯電壓表、±15v、±4v電源、萬用表（自備）。
三、實驗原理：全橋測量電路中，將受力性質相同的兩隻應變片接到電橋的對邊，不同的接入鄰邊，如圖3-1，當應變片初始值相等，變化量也相等時，其橋路輸出
uo=ke3-1
e為電橋電源電壓，式3-1表明，全橋輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差得到進一步改善。
四、 實驗內容與步驟
1、應變感測器已安裝在應變感測器實驗模組上，可參考圖1-1。
2、差動放大器調零，參考實驗一步驟2。
3、按圖3-1接線，將受力相反（一片受拉，一片受壓）的兩隻應變片接入電橋的鄰邊，接入電橋調零電位器rw1，直流電源±4v（從主控台接入），電橋輸出接到差動放大器的輸入端ui，檢查接線無誤後，合上主控台電源開關，調節rw1,使電壓表顯示為零。
4、在應變感測器托盤上放置乙隻砝碼，調節rw3，改變差動放大器的增益，使數顯電壓表顯示0.020v左右，讀取數顯表數值，保持rw3不變，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，計下實驗結果，填入下表3-1，關閉電源。
表3－1
利用matlab擬合出的曲線如下：
記重量為x(g)，電壓為y(mv),根據matlab,擬合出的曲線為：
y=5.8105x+11.8636
可以看出重量為200kg時誤差最大為54.9636mv
非線性誤差δf3=δm/yf..s ×100％
54.9636/1119*100%
4.91%
系統靈敏度l＝δu/δw=5.8105
五、思考題
比較單臂、半橋、全橋測量電路的靈敏度和非線性度，得出相應的結論。
答：由以上資料可以分析出單臂、半橋、全橋測量電路的
靈敏度關係為：單臂《半橋《全橋
非線性度關係為：單臂》半橋》全橋
圖3-1
實驗四直流全橋的應用——電子稱實驗
一、 實驗目的：了解直流全橋的應用及電路的定標
二、 實驗儀器：應變感測器實驗模組、托盤、砝碼、數顯電壓表、±15v、±4v電源、萬用表（自備）。
三、實驗原理：電子稱實驗原理同實驗三的全橋測量原理，通過調節放大電路對電橋輸出的放大倍數使電路輸出電壓值為重量的對應值，電壓量綱（v）改為重量量綱（g）即成一台比較原始的電子稱。
四、實驗內容與步驟
1、 按實驗三的步驟1、2、3接好線並將電路調零
2、 將10只砝碼全部置於感測器的托盤上，調節電位器rw3（滿量程時的增益），使數顯電壓表顯示為0.200v（2v檔測量）。
3、 拿去托盤上所有砝碼，觀察數顯電壓表是否顯示為0.000v，若不為0.000v，再次調節rw4調零。
4、 重複2、3步驟的定標過程，直到精確為止，把電壓量綱改為重量量綱即可以稱重。
5、 將砝碼依次放到托盤上並讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，計下實驗結果，填入下表，關閉電源。
表4-1
利用matlab擬合出的曲線如下：
記重量為x(g)，電壓為y(mv),根據matlab,擬合出的曲線為：
y=0.9727x-0.4545
可以看出重量為0kg時誤差最大為0.4545mv
非線性誤差δf4=δm/yf..s ×100％
檢測技術實驗報告
第一次實驗 實驗一金屬箔式應變片 單臂電橋效能實驗 一 實驗目的 了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和效能。二 實驗儀器 應變感測器實驗模組 托盤 砝碼 數顯電壓表 15v 4v電源 萬用表 自備 三 實驗原理 電阻絲在外力作用下發生機械變形時，其電阻值發生變化，這就是電阻應變效應，描述...
檢測技術實驗報告華科
2010 級 訊號與控制綜合實驗 課程 實驗報告 檢測技術實驗 姓名王松華學號 u201011770 專業班號1001 同組者黃晨輝學號 u201011781 專業班號1001 指導教師徐雁 日期 實驗成績 實驗評分表 目錄實驗一了解相敏檢波器工作原理 實驗二差動變壓器效能檢測 實驗三差動變壓器零殘...
新增檢測技術實驗報告冊
試驗一灌砂法測定路基壓實度 灌砂法 一 試驗目的 二 試驗儀器 裝置 三 試驗步驟 四 試驗記錄和實驗資料處理 壓實度試驗報告 灌砂法 五 試驗結果分析 六 注意事項 一 試驗目的 二 試驗儀器 裝置 三 試驗步驟 四 試驗記錄和實驗資料處理 無側限抗壓強度試驗 五 試驗結果分析 六 注意事項 一 ...