测试技术与传感器实验报告班级：学号：姓名：2012年12月日实验一一、金属箔式应变片性能——单臂单桥实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。实验准备：预习实验仪器和设备：直流稳压电源、电桥、差动放大器、测微头、应变片、电压表。实验原理：当电桥平衡（或调整到平衡）时，输出为零，当桥臂电阻变化时，电桥产生相应输出。实验注意事项：直流稳压电源打到4V档，接线过程应关闭电源，电压表打到2V档，如实验过程中指示溢出则改为20V档，接线过程注意电源不能短接。实验时位移起始点不一定在10mm处，可根据实际情况而定。为确保实验过程中输出指示不溢出，差动放大增益不宜过大，可先置中间位置，如测得的数据普遍偏小，则可适当增大，但一旦设定，在整个实验过程中不能改变。实验内容：（1）观察双平行梁上的应变片、测微头的位置，每一应变片在传感器实验操作台上有引出插座。（2）将差动放大器调零。方法是用导线将差动放大器正负输入端相连并与地端连接起来，然后将输出端接到电压表的输入插口。接通主、副电源。调整差动放大器上的调零旋钮使表头指为示零。关闭主副电源。（3）根据图1的电路结构，利用电桥单元上的接线座用导线连接好测量线路（差动放大器接成同相反相均可）。（4）检查测微头安装是否牢固，转动测微头至10mm刻度处，并调整旋紧固定螺钉，使测微头上下移动至双平行梁处于水平位置（目测），测微头与梁的接触紧密。（5）将直流稳压电源开关打到4V档，打开主副电源，预热数分钟，调整电桥平衡电位器W1，使电压表指示为零。调零时逐步将电压表量程20V档转换到2V档。（6）旋动测微头，记下梁端位移与电压表的数值，每一圈0.5mm记一个数值。根据所得结果计算系统灵敏度S，并作出V一X关系曲线。XVS，其中V为电压变化，X为相应的梁端位移变化。（7）按最小二乘法求出拟合直线，并求线性度误差，最后根据拟合直线求灵敏度。（8）在最大位移处，以每0.5mm减至原始值，记录反行程下的示值，根据所得结果算出滞AR2R1RxVrR3W1-4V+4V图1仪器上的电桥模块及单臂电桥接线图RXR2R1RX电桥W2nFCkWWrRRR20222110350321W1rc后误差Hr。位移（mm）1010.51111.51212.51313.51414.5电压（mV）正行程013274053678195109124电压（mV）反行程113263952668094109124V-X0132740536781951091241132639526612410994800204060801001201400246810121416位移/mm电压/mVV1V2按照最小二乘法拟合，用matlab编程得直线表达式为：9.27676.27XV（6）因为图形呈线性关系，所以灵敏度S=(124-0)/(14.5-10)=2705mv/mm；（8）最大误差为1mm；所以滞后误差为r=1/124*100%=0.8%；思考题：1．本实验电路对直流稳压源、差动放大器有何要求？它们对输出结果影响怎样？直流稳压源输出稳定，差动放大器要调零。由于直流稳压源的输出和差动放大器都会影响电压表的示数，如果直流稳压源和差动放大器不符合要求，那么4R的变化将不能通过电压表的示数变化反映出来，起到了干扰实验的作用。二、金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能。实验准备：预习实验仪器和设备：直流稳压电源、差动放大器、电桥、应变片、电压表、测微头实验原理：当电桥平衡（或调整到平衡）时，输出为零，当桥臂电阻变化时，电桥产生相应输出。实验注意事项：直流稳压电源打到4V档，电压表打到2V档，实验过程还须注意的事项：（1）在连线和更换应变片时应将直流稳压电源关闭。（2）在实验过程中如有发现电压表过载，应将量程扩大。（3）在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。（4）接全桥时请注意区别各应变片的工作状态与方向，不得接错。实验内容：（1）按单臂电桥实验中的方法将差动放大器调零。(2)按图2接线，图中4R为应变片，其余为固定电阻，r及1W为调平衡网络。（3）调整测微头使双平行梁处于水平位置（目测），将直流稳压电源打到士4V档。选择适当的放大增益。然后调整电桥平衡电位器，使电压表示零（需预热几分钟表头才能稳定下来）。（4）向上旋转测微头，使梁向上移动每隔0.5mm读一个数，将测得数值填入下表：位移（mm）1010.51111.51212.51313.5...
