-應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)

1、周康周康海洋技術(shù)海洋技術(shù)1121班學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：201212922132實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂弧?shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娮钁?yīng)變片的工作原理與應(yīng)用并掌握應(yīng)變片測(cè)量電路。二、基本原理：二、基本原理：電阻應(yīng)變式傳感器是在彈性元件上通過(guò)特定工藝粘貼電阻應(yīng)變片來(lái)組成。一種利用電阻材料的應(yīng)變效應(yīng)將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。此類傳感器主要是通過(guò)一定的機(jī)械裝置將被測(cè)量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由

2、電阻應(yīng)變片將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化，再通過(guò)測(cè)量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號(hào)輸出。它可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測(cè)，如力、壓力、加速度、力矩、重量等，在機(jī)械加工、計(jì)量、建筑測(cè)量等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。1、應(yīng)變片的電阻應(yīng)變效應(yīng)所謂電阻應(yīng)變效應(yīng)是指具有規(guī)則外形的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)變而其電阻值也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)地改變，這一物理現(xiàn)象稱為“電阻應(yīng)變效應(yīng)”。以圓柱形導(dǎo)體為例：設(shè)其長(zhǎng)為：L、半徑為r、材料的電阻率

3、為ρ時(shí)，根據(jù)電阻的定義式得（1—1）當(dāng)導(dǎo)體因某種原因產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其長(zhǎng)度L、截面積A和電阻率ρ的變化為dL、dA、dρ相應(yīng)的電阻變化為dR。對(duì)式（1—1）全微分得電阻變化率dRR為：（1—2）式中：dLL為導(dǎo)體的軸向應(yīng)變量εLdrr為導(dǎo)體的橫向應(yīng)變量εr由材料力學(xué)得：εL=μεr(1—3)4）2、應(yīng)變靈敏度它是指電阻應(yīng)變片在單位應(yīng)變作用下所產(chǎn)生的電阻的相對(duì)變化量。則Uo≈(1／4)(△R1／R1)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)K

4、εE(b)、雙臂(半橋)同理:Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE(C)、全橋同理:Uo≈(△R／R)E＝KεE6、箔式應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒?yàn)原理圖圖1—3應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)原理圖圖中R5、R6、R7為350Ω固定電阻，R1為應(yīng)變片；RW1和R8組成電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)，E為供橋電源4V。橋路輸出電壓Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE。差動(dòng)放大器輸出為Vo。三、需用器件與單元：三、需用器

5、件與單元：主機(jī)箱中的2V～10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、15V直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、砝碼；4位數(shù)顯萬(wàn)用表（自備）。21四、實(shí)驗(yàn)步驟：四、實(shí)驗(yàn)步驟：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逭f(shuō)明：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逭f(shuō)明：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逵蓱?yīng)變式雙孔懸臂梁載荷傳感器（稱重傳感器）、加熱器5V電源輸入口、多芯插頭、應(yīng)變片測(cè)量電路、差動(dòng)放大器組成。實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械腞1(傳感器的左下)、R2(傳感器的右下)、R3(傳感器的右上)、R4(傳感器