自动化传感器实验报告二金属箔式应变片——半桥性能实验

自动化传感器实验报告二金属箔式应变片——半桥性能实验篇一：传感器实验报告 `实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： ΔR/R=Kε 式中 ΔR/R 为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，ε=ΔL/L 为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电 压的比例变化，电桥的输出电压反应了相应的受力状态。 Ug? EK (?1??2??3??4) 4 对 单 臂 电 桥 输 出 电 压U01=EKε/4； 对等臂电桥输出电压 U01=EKε/2； 对全电桥输出电压 U01=EKε。 电桥的非线性误差 ??K??(K?)2?(K?)3??? 121?K?2 14 18 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V 电源、±4V 电源。 四、实验步骤： 1、接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器 Rw3 顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端 Vi 相连，调节实验模板上调零电位器 RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到 2V 档)。关闭主控箱电源。2、将应变式传感器的其中一个应变片 R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂与 R5、R6、R7 接成直流电桥(R5、R6、R7 模块内已连接好)，接好电桥调零电位器 Rw1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)如图 1-2 所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节 Rw1，使数显表显示为零。 3、在电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到 200g 砝码加完。R(线性度 )=0.999395909474847 Y(拟合直线 )=0.1751*X-0.4667; 用 MATLAB 作出试验曲线与拟合曲线，如下图所示：灵敏度 S??u/?w?3.52/20?0.176V/Kg 由最小二乘法，求的拟合直线为 a=?0.4667,b?0.1751,r?0.999396 砝码为 200g 时，输 出 与 拟 合 直 线 偏 差 最 大 ， ?m=0.55mV,?f1=?m/yF.S?100%=0.55/34.55?1.6% 由实验结果分析，在实验范围内，输出电压与应变片所受力呈线性关系，并且误差小，灵敏度很高，基本线性关系可近似由...