目錄實驗一金屬箔式應變片效能－單臂電橋2 實驗二金屬箔式應變片：單臂、半橋、全橋比較5 實驗三熱電偶原理及分度表的應用7 實驗四金屬箔式應變片－交流全橋10 實驗五差動變壓器（互感式）的效能12 實驗六霍爾式感測器的直流激勵特性14 實驗七壓電感測器引線電容對電壓放大器的影響、電荷放大器………....16
實驗八差動變面積式電容感測器的靜態及動態特性18
附錄20
實驗一金屬箔式應變片效能－單臂電橋
實驗目的：了解金屬箔式應變片，單臂單橋的工作原理和工作情況。
實驗原理：本實驗說明箔式應變片及單臂直流電橋的電源的原理和工作情況。
應變片是最常用的測力感測元件。當用應變片測試時，應變片要牢固地貼上
在測試體表面，當測件受力發生形變，應變片的敏感柵隨同變形，其電阻也隨之
發生相應的變化，通過測量電路，轉換成電訊號輸出顯示。 電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當電橋平衡時，橋路對臂電
阻乘積相等， 電橋輸出為零，在橋臂四個電阻 r1 、 r2 、 r3 、 r4 中，電阻的相
對變化率分別為 δr1
r1、 δr2
r2、 δr3
r3、 δr4
r4，當使用乙個應變片時，
σr = δr ；當二個應變片組成差動狀態工作，則有 σr = 2δr ；用四個應變片組
r r
4δr成二個差對工作，且 r1 = r2 = r3 = r4 = r ， σr = 。
r由此可知，單臂、半橋、全橋電路的靈敏度依次增大。 所需單元及部件：直流穩壓電源、電橋、差動放大器、雙平行梁、測微頭片
應變片、f/v 表、主、副電源。
旋鈕初始位置：直流穩壓電源打到 ± 2v 檔，f/v 打到 2v 檔， 差動放大增益最大。
實驗步驟：
（1）了解所需單元、部件在實驗儀上的所在位置，觀察梁上的應變片， 應變片為棕色襯底箔式結構小方薄片。上下二片梁的外表面各貼二片受力應變片和一片補償應變片，測微頭在雙平行梁前面的支座上，可以上、下、前、後、左、 右調節。
（2）將差動放大器調零：用連線將差動放大器的正（+）、負（－)、地短接。 將差動放大器的輸出端與 f/v 表的輸入插口vi 相連；開啟主、副電源；調節差動放大器的增益到最大位置，然後調整差動放大器的調零旋鈕使 f/v 顯示為零，關閉主、副電源。
（3）根據圖 1 接線。r1 、r2 、r3 為電橋單元的固定電阻；rx
= r4 為應變片。
將穩壓電源的切換開關置 ± 4v 檔，f/v 置 2v 檔。調節測微頭脫離雙平行梁，開
啟主、副電源，調節電橋平衡網路中的w1 ，使 f/v 顯示為零，然後將 f/v 置 2v
檔，再調電橋w1 （慢慢地調）， 使 f/v 顯示為零。
（4）將測微頭轉動到 10mm 刻度附近，安裝到雙平等梁的自由端（與自由端磁鋼吸合），調節測微頭支柱的高度（梁的自由端跟隨變化）使 f/v 表顯示最小， 再旋動測微頭，使 f/v 表顯示為零（細調零），這時的測微頭刻度為零位的相應刻度。
（5）往下或往上旋動測微頭，使梁的自由端產生位移記下 f/v 表顯示的值，
建議每旋動測微頭一周即 δx = 0.5mm 記下乙個數值填入下表：
（6）據所得結果計算靈敏度 s = δv δx （式中 δx 為梁的自由端位移變化，
δv 為相應 f/v 表顯示的電壓相應變化）。
（7）實驗完畢，關閉主、副電源，所有旋鈕轉到初始位置。 注意事項：
（1）電橋上端虛線所示的四個電阻實際上並不存在，僅作為一標記，讓學生組橋容易。
（2）做此實驗時應將低頻振盪器的幅度關至最小，以減小其對直流電橋的影響。
問題：（1）本實驗電路對直流穩壓電源和對放大器有何要求？
（2）根據所給的差動放大器電路原理圖（見附錄），分析其工作原理，說明它既能做差動放大，又可作同相或反相放大器。
實驗二金屬箔式應變片：單臂、半橋、全橋比較
實驗目的：驗證單臂、半橋、全橋的效能及相互之間關係。 實驗原理：
說明實際使用的應變電橋的效能和原理。 已知單臂、半橋和全橋電路的 σr 分別為 δr r 、2δr r 、4δr r 。根據戴維定
理可以得出測試電橋的輸出電壓進似等於 1 4 e σr 。電橋靈敏度 ku = v δr r ，
於是對應單臂、半橋和全橋的電壓靈敏度分別為 1 4 e 、 1 2 e 、 e 。由此可知。 當 e 和電阻相對變化一定時，電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關。
所需單元和部件：
直流穩壓電源、差動放大器、電橋、f/v 表、測微頭。雙平行梁、應變片、 主、副電源。
有關施扭的動站位置：
直流穩壓電源打到 ± 2v，f/v 表打到 2v 檔，差動放大器增益打到最大。 實驗步驟：
（1〕按實驗一方法將差動放大器調零後，關閉主、副電源。
（2）按圖 1 接線，圖中 r4 = rx 為工作片。 r 及w1 為電橋平衡網路。
（3）調整測微頭使雙平行梁處於水平位置（目測），將直流穩壓電源打到上
4v 檔。選擇適當的放大增益，然後調整電橋平衡電位器w1 ，使表頭顯示零（需預熱幾分鐘表頭才能穩定下來）。
（4）旋轉測微頭，使梁移動，每隔 0.5mm 做乙個數，將測得數值填入下表，
然後關閉主、副電源：
（5）保持放大器增益不變，將 r3 固定電阻換為與 r4 工作狀態相反的另一應
變片即取二片受力方向不同應變片，形成半橋；調節測微頭使樑到水平位置（目測）。調節電橋w1 使 f/v 顯示表顯示為零，重複（4）過程同樣測得讀數。填入下表：
（6）保持差動放大級增益不變。將 r1 ，r2 兩個固定電阻換成另兩片受力應變
片（即 r1 換成7 ， r2 換成7 ）組橋時只要掌握對臂應變片的受力方向相同，鄰臂應變片的受力方向相反即可，否則相互抵消沒有輸出。接成乙個直流金橋，調節測微頭使樑到水平位置調節電橋w1 同樣使 f/v 顯示零。重複（4）過程將讀出數
據填入下表：
（7）在同一座標紙上描出 x－v 曲線，比較三種接法的靈敏度。
注意事項：
（1）在更換應變片時應將電源關閉。
（2）在實驗過程中如有發現電壓表發生過載，應將電壓量程擴大。
（3）在本實驗中只能將放大器接成差動形式，否則系統不能正常工作。
（4）直流穩壓電源上 ± 4v 不能打的過大，以免損壞應變片或造成嚴重自熱效應。
（5）接全橋時請注意區別各**的工作狀態方向。
實驗三熱電偶原理及分度表的應用
實驗目的：了解熱電偶的原理及分度表的應用實驗原理：熱電偶的基本工作原理是熱電效應，二種不同的導體互相焊接成
閉合迴路時，當兩個接點溫度不同時迴路中就會產生電流，這一現象稱為熱電效應，產生電流的電動勢叫做熱電勢。通常把兩種不同導體的這種組合稱為熱電偶
（具體熱電偶原理參考教課書）。即熱端和冷端的溫度不同時，通過測量此電動勢即可知道兩端溫差。如固定某一端溫度（一般固定冷端為室溫或零攝氏度）。
則另一端的溫度就可知，從而實現溫度的測量。本儀器中熱電偶為銅－康銅熱電
偶。所需單元及附件：
－15v 可調直流穩壓電源、差動放大器、f/v 表、加熱器、熱電偶、水銀溫度計（自備）、主副電源。
旋鈕初始位置：f/v 表切換開關置 2v，差動放大器增益最大。 實驗步驟：
（1）了解熱電偶原理。
（2）了解熱電偶在實驗儀上的位置及符號。實驗儀所配的熱電偶是由銅－ 康銅組成的簡易熱電偶。分度號為 t，實驗儀有二個熱電偶。
它封裝在雙平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中間二根細金屬絲焊成的一點，就是熱電偶）和下片梁的下表面，二個熱電偶串聯在一起產生熱電勢為二者的總和。
（3）按圖 2 接線，開啟主、副電源，調節差動放大器調零旋鈕，使 f/v 顯示零，記錄下自備溫度計的室溫。
圖 2（4）將－15v 直流電源接入加熱器的一端，加熱器的另一端接地。觀察 f/v
表顯示值的變化，待顯示值穩定不變時記錄下 f/v 表顯示的讀數 e。
銅－康銅熱電偶分度（自由端溫度 0o c ）
分度號：t
檢測技術實驗指導書
指導書湖南工學院電氣與資訊工程系 實驗一 金屬箔式應變片 單臂 半橋 全橋比較 一 實驗目的 驗證單臂 半橋 全橋的效能及相互之間的特點及關係。二 實驗所需裝置 1 直流穩壓電源 開關打到4v 2 差動放大器 旋鈕到增益最大 3 平衡電橋 4 f v表 開關撥到20v 5 測微頭 6 雙單引梁 7 ...
2019檢測與轉換技術實驗指導書
檢測與轉換技術 實驗指導書 目錄 第一章 csy2001b感測器試驗台說明書 第二章實驗指導 一 應變式電阻感測器 單臂 半橋 全橋比較 二 差動面積式電容感測器的靜態及動態特性 三 psd光電位置感測器 四 溫度感測器設計 第一章 csy2001b感測器實驗台說明書 csy2001b感測器系統綜合...
檢測與轉換技術實驗指導書 概要
目錄2000系列基本實驗舉例 實驗一應變片單臂電橋效能實驗11 實驗二應變片半橋效能實驗17 實驗三應變片全橋效能實驗18 實驗四應變片單臂 半橋 全橋效能比較實驗 20 實驗五應變片直流全橋的應用 電子秤實驗21 實驗六應變片溫度影響實驗22 實驗七移相器 相敏檢波器實驗23 實驗八應變片交流全橋...