应变片实验
应变片单臂、半桥、全桥性能实验
表3 全桥性能实验数据பைடு நூலகம்
重量(g) 电压(mV)
0 0
7、根据表3实验数据作出实验曲线， 计算灵敏度S＝ΔV/ΔW，非线性误差δ。
五、思考题
• 1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接 入电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。 • 2、应变片全桥性能实验测量中，当两组对边（ R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1＝R3， R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1 ）可以（2）不可以。为什么？ • 3、根据实验单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和 非线性度，从理论上进行分析比较。经实验验证 阐述理由（注意：单臂、半桥和全桥中的放大器 增益必须相同）。
• 不同应力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，输出灵敏 度提高，非线性得到改善。 • 其桥路输出电压Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE 。
8、应变片全桥特性实验原理图
• 应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入 电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻 值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ ΔR4时，其桥路输出电压Uo≈(△R／R)E＝KεE。其输出灵 敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。
式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr
由材料力学得：εr= - μεL 代入上式
式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5 左右；负号表示两者的变化方向相反。
说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效 应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、应变灵敏度
• 金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基 板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成
应变片实验报告
应变片实验报告
实验名称：应变片实验
实验目的：通过应变片实验，研究材料在受力过程中的应变情况。
实验原理：
应变片是一种用于测量物体受力时产生的应变的传感器。
其原理基于电阻应变效应，即应变片在受力作用下会发生微小形变，从而改变其电阻值。
通过测量电阻值的变化，可以获知材料的应变情况。
实验仪器和材料：
1. 应变片
2. 电流源
3. 万用表
实验步骤：
1. 将应变片粘贴在需要测量应变的材料表面。
2. 将电流源与应变片相连，调整电流源的输出电流。
3. 使用万用表测量应变片上的电阻值。
4. 在材料上施加不同的受力，记录电阻值随受力变化的情况。
5. 根据电阻值的变化计算应变大小。
实验结果：
根据实验数据记录的电阻值随受力变化的情况，可以得到应变片的应变曲线。
根据应变曲线可以分析材料在受力过程中的应
变行为，如线性弹性应变、屈服应变等。
根据测得的电阻值变化，还可以计算出材料的应变量。
实验结论：
通过应变片实验，可以获知材料在受力过程中的应变情况，并分析材料的力学性能。
应变片作为一种常用的力学测试传感器，具有灵敏度高、测量精度高等优点，在工程领域有着广泛的应用。
实验2：应变片全桥性能实验
实验2 应变片全桥性能实验一、实验目的：了解应变片全桥工作特点及性能。
二、基本原理：1. 应变片的基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
2. 应变片的电阻应变效应：所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L 、半径为r 、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得：2ρρπ==g L L R A r ..................(1-1) 当导体因某种原因产生应变时，其长度L 、截面积A 和电阻率ρ的变化为dL 、dA 、dρ相应的电阻变化为dR 。
对式（1—1）全微分得电阻变化率 dR/R 为：2ρρ=-+dR dL dr d R L r ..................(1-2) 式中：dL/L 为导体的轴向应变量εL ; dr/r 为导体的横向应变量εr 。
由材料力学知识可得：εL = - μεr ..................(1-3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1-3）代入式（1-2）得：()12ρμερ=++dR d R ..............(1-4)，该式说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能。
3. 半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。
实验一_应变片单臂特性实验
实验一应变片单臂特性实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应，将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。
可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。
对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3----0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
(1)、金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）其灵敏度系数为：K=金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
(2)、半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。
应变片粘贴实验'
灰尘等。表面清洗应至棉球没有污迹为止。
三、实验方法步骤
3.2 应变片的准备 ❖ 1）检查应变片的外观，剔除那些敏感栅有
折痕.断丝及形状缺陷，片内夹有气泡、锈 点等应变片。 ❖ 2）用万用表测量各应变片（花）的电阻值 ，同一电桥中各应变片之间阻值相差不得 大于0.5欧姆。
三、实验方法步骤
1、试件表面处理 2、应变片的准备 3、贴片 4、接线 5、检查、防护
三、实验方法步骤
3.1 试件表面处理
❖ 1)先用砂布将试件待贴位置进行打磨，仔细地除 去锈斑、氧化皮、污垢等覆盖层，到表面平整有 光泽。最后再用砂布轻轻磨成与应变片粘贴方向 成４５°的一些条纹。
❖ 2)按图所示布片位置用直尺、钢针画出应变片定 位线。
应变片粘贴实验
一、实验目的
❖ 1）掌握常温电阻应变片的粘贴技术。 ❖ 2）掌握全桥、半桥和1/4桥接线方法。
二、实验设备和器材
1．常温用电阻应变片。 2．试件。 3．砂布 4．粘接剂 5．万用表（测量应变片电阻值等用）。 6．电烙铁，镊子，锉刀等工具。 7．酒精、丙酮、脱酯棉等清洗器材。 8．测量导线，接线端子若干。
三、实验方法步骤
3.3 贴片
❖ 1）一手镊住应变片引线，在应变片基底底面涂 上519胶，立即将应变片底面向下放在试件被测 位置上，并使应变片基准对准定位线。将一小片 薄膜盖在应变片上，用手指柔和滚压挤出多余的 胶，然后手指静压一分钟，使应变片和试件完全 粘合后再放开。
❖ 2）从应变片无引线的一端向有引线的一端揭掉 薄膜。检查应变片与试件之间有无气泡、翘曲、 脱胶等现象，若有则需重贴。
三、实验方法步骤
3.5 检查、防护 ❖ 1）应变片保护：用703、704硅橡胶覆于
实验一电阻应变片的粘贴技术
实验一电阻应变片的粘贴技术
材料：电阻应变片、双面胶、酒精、棉签
步骤：
1. 清洁电阻应变片表面：使用棉签蘸取酒精，擦拭电阻应变片表面，确保其表面干净无尘，无油迹。
2. 切割双面胶：使用剪刀将双面胶剪成合适的大小，比电阻应变片稍大一些。
3. 确定贴附位置：将双面胶贴在电阻应变片背面，确定贴附位置，剥掉胶纸。
4. 粘贴电阻应变片：将电阻应变片贴在需要测量应变的物体上，使用手指压实电阻应变片使其紧密贴合物体表面。
5. 测试：将电阻应变片连接到数据采集系统，进行实时应变读数测试。
注意事项：
1. 贴双面胶时要避免空气中灰尘、细菌等杂质附着。
2. 贴好电阻应变片后要避免剪切、挤压等外力影响，以防电阻应变片脱落。
3. 电阻应变片贴在物体上时要确保表面光滑，无凸起物、划痕
等影响贴合性的情况。
4. 测试过程中要避免因温度变化、机械振动等外界因素引起测量误差。
应变片单臂特性实验理想结果
应变片单臂特性实验理想结果
应变片（straingages）是一种应力测试中最常用的技术手段，
他们可以用来测量和记录物体表面所受的外力。
应变片单臂特性实验，是一种把外力施加到一个物体上，然后以一个应变片单臂架构来测量外力的方法。
在这种测试实验中，理想的结果应当如下：
首先，实验需要用合适大小的应变片支撑物体。
应变片的大小要和需要测量的外力大小有关，并且要保证测量精度。
此外，应变片需要安装在实验环境中，以确保它能够准确的测量出物体的变形量。
其次，实验需要正确的应变片角度设置，以确保应变片可以准确的测量物体在外力作用时的变形量。
如果角度设置不正确，则可能影响测量结果的准确性。
再次，应变片连接线应当合理布置，确保测量结果的准确性。
连接线的路径不能太长，否则会影响测量的准确性。
最后，经过实验，期望获得的数据应包括：外力施加量，应变片变形量，及物体在外力施加时的变形量。
总之，理想的应变片单臂特性实验应当具备正确的应变片大小、正确的设置角度、合理布置的连接线，以及正确的变形量数据。
这些都能够确保应变片单臂特性实验的准确性，并有助于研究者更准确地分析物体的应变特性，从而更准确地分析物体表面受到的外力。
- 1 -。
应变片技术-力学基础实验课件-中国科技大学-05
2、 应变片的受力情况
试件表面的变形（应变） 是通过胶层，基底以剪力的形 式传给电阻丝的。见图5-2。 当试件沿X方向变形时， 胶层下表面与试件一起移动和 基底粘合的上表面是被动的； 基底被带动，胶层发生剪应力 γ1，基底发生剪应力γ2将应 变传到电阻丝上。应变片两端 剪应力最大，中间最小。因此 粘贴应变片时要特别注意将应 变片的两端贴牢。
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
6
双尾鳍摆动实验装臵
4
2
0
Phase Difference / degree
不同间距双尾推力特性
δ=1.5
2000 1500 1000 500 0 -500 -1000
δ=0.7
Thrust Force / mN
R1
F
F
电阻丝的电阻率随温度的变化而改变，所 以当温度变化时，应变片的电阻也发生变化。叫 电阻温度效应；还由于试件和应变片的线膨胀系 数不同而产生附加变形，也会引起电阻变化。温 度的影响应该消除，这是用电路中增加温度补偿 片的方法来解决。 安装在试件表面的应变片同时承受轴向应 变，横向应变和剪切应变，由于应变片对剪切应 变的灵敏系数很小，所以一般只考虑轴向和横向。
丝灵敏度系数表达式中1+2μ 的值要比(dρ/ρ)/ε 大得多，而 半导体材料的(dρ/ρ)/ε 项的值比1+2μ 大得多。大量实验证 明，在电阻丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即K 为常数。
实验一 应变片单臂、半桥、全桥实验
实验一金属箔式应变片——单臂、半桥、全桥性能实验一、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。
比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
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。
对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。
当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/ε2。
全桥测量电路中其桥路输出电压U03=KEε。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
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、万用表(自备)。
四、实验步骤：1、根据图(1-1)应变式传感器已装于应变传感器模板上。
传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。
加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
图1-1 应变式传感安装示意图2、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R w3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。
3、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R w1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)如图1-2所示。
应变片实验报告
传感器实验-——-金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥比较【实验目得】了解金属箔式应变片，单臂单桥得工作原理与工作情况。
验证单臂、半桥、全桥得性能及相互之间关系。
【所需单元及部件】直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、一片应变片、电压/频率表、电源，重物加在短小得圆盘上。
【旋钮初始位置】直流稳压电源打到±2Ｖ挡,电压/频率表打到2V挡,差动放大增益最大.【应变片得工作原理】当金属丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值将发生变化,这种现象称为金属得电阻应变效应。
设有一根长度为Ｌ、截面积为S、电阻率为ρ得金属丝，在未受力时,原始电阻为(１－1）当金属电阻丝受到轴向拉力F作用时,将伸长ΔL，横截面积相应减小ΔS,电阻率因晶格变化等因素得影响而改变Δρ，故引起电阻值变化ΔＲ。
对式(1-1)全微分,并用相对变化量来表示，则有:(1-2)【测量电路】应变片测量应变就是通过敏感栅得电阻相对变化而得到得。
通常金属电阻应变片灵敏度系数K 很小,机械应变一般在1０×１0－6～３000×1０－６之间，可见,电阻相对变化就是很小得。
例如,某传感器弹性元件在额定载荷下产生应变-6，应变片得电阻值为,灵敏度系数Ｋ=2,则电阻得相对变化量为1０—6=0、００２，电阻变化率只有0、２％。
这样小得电阻变化，用一般测量电阻得仪表很难直接测出来,必须用专门得电路来测量这种微弱得电阻变化。
最常用得电路为电桥电路。
（a)单臂(b)半桥(ｃ）全桥图1—1 应变电桥直流电桥得电压输出当电桥输出端接有放大器时,由于放大器得输入阻抗很高,所以,可以认为电桥得负载电阻为无穷大，这时电桥以电压得形式输出。
输出电压即为电桥输出端得开路电压,其表达式为(1-3)设电桥为单臂工作状态，即为应变片,其余桥臂均为固定电阻。
当感受应变产生电阻增量时,由初始平衡条件得,代入式(1—3)，则电桥由于产生不平衡引起得输出电压为（1－４）对于输出对称电桥，此时,Ｒ´，当臂得电阻产生变化，根据式（1-4)可得到输出电压为(1—5)对于电源电桥，，´,当R1臂产生电阻增量时，由式(１-４）得(１-６)对于等臂电桥，当得电阻增量时,由式(1—10)可得输出电压为(１—7)由上面三种结果可以瞧出，当桥臂应变片得电阻发生变化时,电桥得输出电压也随着变化。
应变片实验报告
应变片实验报告引言：应变片是一种常见的用于测量物体应变的传感器。
它们可以在各种领域中应用，如结构工程、材料研究和机械设计等。
本实验旨在通过进行一系列实验，探究应变片的基本原理、测量方法以及应用前景。
实验一：应变片的基本原理应变片是一种金属薄膜传感器，利用金属材料在受力作用下发生应变的特性来进行测量。
在实验中我们选取了常见的金属材料，如铜和铝，制备了应变片，并在实验设备中对其施加压力，观察应变片的变化。
实验结果显示，当应变片受到受力作用时，其形状发生微小变化，从而引起电阻值的变化。
这是因为金属材料的应变会改变其电阻值，进而反映在应变片中，我们可以通过测量电阻值的变化来间接获取物体的应变情况。
实验二：应变片的测量方法在实验二中，我们探究了应变片的测量方法，并尝试使用应变片测量不同物体在受力情况下的应变程度。
实验中我们选取了不同形状和材质的物体，如横梁和钢筋，通过将应变片粘贴在物体的特定位置，再施加一定的受力，以模拟真实工况。
实验结果表明，应变片对物体的应变情况具有高度的灵敏度和准确性。
通过测量应变片的电阻变化，我们可以获取物体在受力作用下的应变变化情况。
同时，不同形状和材质的物体在受力情况下会有不同的应变响应，这为我们在实际工程中的应用提供了一定的参考。
实验三：应变片的应用前景应变片因其高灵敏度和广泛的应用领域，在工程和科研中有着广泛的前景。
在实验三中，我们重点探讨了应变片在结构工程中的应用。
实验结果显示，通过将应变片粘贴到各种结构物上，我们可以实时监测物体在受力情况下的应变情况，从而评估结构物的稳定性和安全性。
这对于桥梁、建筑物和航天器等关键设施的设计和维护具有重要意义。
同时，应变片还可用于材料研究和机械设计中，帮助科学家和工程师更好地了解材料的变形行为和机械受力情况。
结论：本实验通过一系列的实验研究，系统探究了应变片的基本原理、测量方法以及应用前景。
实验结果表明，应变片是一种准确、灵敏且广泛应用于工程和科研领域的传感器。
实验三应变片全桥性能实验
实验三--应变片全桥性能实验实验三：应变片全桥性能实验一、实验目的1.掌握全桥应变测量电路的工作原理及使用方法。
2.了解全桥测量电路的非线性误差及其补偿方法。
3.学会用静态应变仪测量试件的应变。
二、实验原理应变片全桥性能实验主要通过搭建全桥应变测量电路，利用应变片感受试件应变，并利用静态应变仪进行测量。
全桥测量电路由四个应变片组成，其中两个为工作应变片，两个为补偿应变片。
工作应变片感受试件的应变，补偿片则用于补偿温度引起的误差。
通过全桥测量电路，可将试件的应变转换成电信号输出。
三、实验步骤1.准备实验设备：试件、全桥应变片、静态应变仪、绝缘胶带、万能表。
2.搭建全桥应变测量电路：将四个应变片粘贴在试件上，组成全桥电路。
使用万能表检查电路的正确性。
3.安装补偿片：选择与工作片相同型号和规格的应变片作为补偿片，粘贴在试件附近的适当位置，以补偿温度引起的误差。
4.连接静态应变仪：将全桥应变测量电路的输出端连接到静态应变仪的输入端。
5.开始测量：打开静态应变仪，设置合适的测量范围，开始测量试件的应变。
6.分析实验数据：记录实验数据，分析全桥测量电路的非线性误差及其补偿方法。
7.整理实验器材：完成实验后，将所有设备恢复原状，整理实验器材。
四、实验结果与分析1.实验结果：记录实验中测得的应变值，与理论值进行比较，分析误差。
2.结果分析：对实验数据进行线性拟合，分析全桥测量电路的非线性误差。
如果误差较大，需要考虑补偿方法。
常见的补偿方法有温度补偿和电桥平衡补偿。
温度补偿可以通过粘贴温度传感器来实现，以监测环境温度的变化。
电桥平衡补偿可以通过调整电桥的电阻值来实现，以使电桥在零载条件下达到平衡状态。
五、结论通过本次实验，我们掌握了全桥应变测量电路的工作原理及使用方法，了解了全桥测量电路的非线性误差及其补偿方法，并学会了用静态应变仪测量试件的应变。
这些技能和方法对于工程实践中的结构健康监测和损伤识别具有重要的应用价值。
电阻应变片粘贴实验报告
实验报告（三）电阻应变片的粘贴
实验目的:
1、初步掌握电阻应变片的粘贴技术；
2、初步掌握焊线和检查。
实验设备和器材:
1、电阻应变片
2、试件
3、砂布
4、丙酮（或酒精）等清洗器材
5、502粘接剂
6、测量导线
7、电烙铁
电阻应变片的工作原理:
1、电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。
2、当试件受力在该处沿电阻丝方向发生线变形时，电阻丝也随着一起变形（伸长或缩短），因而使电阻丝的电阻发生改变（增大或缩小）。
实验步骤:
1、定出试件被测位置，画出贴片定位线。
2、在贴片处用细砂布按45°方向交叉打磨。
3、然后用浸有丙酮（或酒精）的棉球将打磨处擦洗干净（钢试件用丙酮棉球，铝试件用酒精棉球）直至棉球洁白为止。
4、一手拿住应变片引线，一手拿502胶，在应变片基底底面涂上502胶（挤上一滴502胶即可）。
5、立即将应变片底面向下放在试件被测位置上，并使应变片基准对准定位线。
将一小片薄膜盖在应变片上，用手指柔和滚压挤出多余的胶，然后手指静压一分钟，使应变片和试件完全粘合后再放开。
从应变片无引线的一端向有引线的一端揭掉薄膜。
6、在紧连应变片的下部贴上绝缘胶布，胶布下面用胶水粘接一片连接片（焊片）。
7、将应变片的引线和连接应变仪的导线相连并焊接在连接片上，以便固定。
用绝缘胶布将导线固定在梁上。
实验心得体会（必须写，不少于300字）。
应变片单臂、半桥、全桥性能实验
1、将托盘安装到传感器上
2、测量应变片的阻值
• 当传感器的托盘上无重物时，分别测量应变片R1、R2、R3 、R4的阻值。在传感器的托盘上放置10只砝码后再分别测量 R1、R2、R3、R4的阻值变化，分析应变片的受力情况（受 拉的应变片：阻值变大，受压的应变片：阻值变小。）。
3、实验模板中的差动放大器调零
• 关闭主机箱电源，按示意图接线，将±2V～±10V可调电源调 节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验 模板上的桥路平衡电位器RW1，使主机箱电压表显示为零；在 传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中 心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表2 。
表3 全桥性能实验数据
重量(g) 电压(mV)
0 0
7、根据表3实验数据作出实验曲线， 计算灵敏度S＝ΔV/ΔW，非线性误差δ。
五、思考题
• 1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接 入电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。 • 2、应变片全桥性能实验测量中，当两组对边（ R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1＝R3， R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1 ）可以（2）不可以。为什么？ • 3、根据实验单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和 非线性度，从理论上进行分析比较。经实验验证 阐述理由（注意：单臂、半桥和全桥中的放大器 增益必须相同）。
式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr
由材料力学得：εr= - μεL 代入上式
式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5 左右；负号表示两者的变化方向相反。
说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效 应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
实验一应变片：单臂、半桥、全桥比较
实验一应变片：单臂、半桥、全桥比较本次实验中，我们使用了三种不同类型的应变片：单臂应变片、半桥应变片和全桥应变片。
这些应变片都是用于测量材料的应变变化。
应变片可以将应变变化转化为电信号，用于测量物体的应变状态。
通过本次实验，我们将比较这三种不同类型的应变片的性能。
单臂应变片是最基本的应变片类型，它由一个被电焊在试件上的直线形变感应器组成。
当试件发生应变时，直线形变感应器的电阻值也会随之发生变化。
单臂应变片可以提供与应变成正比的电压信号。
在实验中，我们使用单臂应变片来测试试件的应变变化。
半桥应变片由两个被电焊到试件表面的直线形变感应器组成，形成了一个不完整的电路。
当试件发生应变时，其中一个感应器的电阻值会增加，而另一个感应器的电阻值会减少，从而产生电压差。
半桥应变片可以提供比单臂应变片更高的灵敏度和更稳定的输出信号。
在这次实验中，我们在手动加载的条件下使用三种不同类型的应变片来测量试件的应变变化。
在单臂应变片和半桥应变片的情况下，我们可以很容易地得到试件的应变变化。
然而，在使用全桥应变片时，需要进行更复杂的电路连接和校准过程才能得到准确的测量结果。
总的来说，单臂应变片是最简单的应变片类型，但其灵敏度和稳定性较低。
半桥应变片具有更高的灵敏度和稳定性，但需要更复
杂的电路连接。
全桥应变片是最灵敏、最稳定和最准确的应变片类型，但也需要最复杂的电路连接和校准过程。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体案例来选择适当的应变片类型。
应变实验
应变测量实验一、实验目的1、学习应变片粘贴、使用的基本方法2、学习电桥的联线方法及电桥的测量原理和特点3、学习使用WS-3811应变仪测量应变的基本方法二、实验原理利用惠斯登电桥原理进行测量三、实验仪器微型计算机、WS-3811数字式应变仪、桥盒、应变片及其附件四、实验内容1、选片：在确定采用那种类型的应变计后，用肉眼或放大镜检查丝栅是否平行，有否霉点、锈点、用数字式万用表测量各应变片电阻值。
所选应变片的电阻阻值要与其桥盒匹配，如桥盒内置电阻为120Ω，那么，使用的应变片也要是120Ω。
2、测点表面的清洁处理：为使应变计能与被测试件贴牢，对测点表面要进行清洁处理。
首先把测点表面用砂纸打磨；使测点表面平整、光洁。
然后用棉花球蘸丙酮擦洗表面的油污，到棉花球不黑为止。
打磨好的表面，如暂时不贴片，可涂以凡士林等防止氧化。
3、贴片：在测点位置和应变片的底基面上，涂上薄薄一层胶水，一手捏住应变片引出线，在应变片上面盖一层聚乙烯塑料膜作为隔层，用手指在应变片的长度方向滚压，挤出片下气泡和多余的胶水，直到应变片与被测物紧密粘合为止。
手指保持不动按压抑段时间后再放开，注意按压时不要使应变片移动，轻轻掀开薄膜检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象，否则需重贴。
注意粘结剂不要用得过多或过少，过多则胶层太厚影响应变片性能，过少则粘结不牢不能准确传递应变。
4、干燥处理：应变计粘贴好后应有足够的粘结强度以保证与试件共同变形。
此外，应变计和试件间应有一定的绝缘度，以保证应变读数的稳定。
为此，在贴好片后就需要进行干燥处理，气温在20℃以上，相对湿度在55％左右时用502胶水粘贴，采用自然干燥即可。
5、接线：由于应变片的两条连线很细，所以要应使用“转接片”连接导线（如图所示），避免测量时拉短应变片的连线。
6、防潮处理：为避免胶层吸收空气中的水分而降低绝缘电阻值，应在应变片接好线并且绝缘电阻达到要求后，立即对应变计进行防潮处理。
防潮处理应根据实验的要求和环境采用不同的防潮材料。
应变片粘贴实验报告
应变片粘贴实验报告应变片粘贴实验报告引言：应变片是一种用于测量物体应变的传感器，广泛应用于工程领域。
为了研究应变分布情况，我们进行了应变片粘贴实验。
本实验旨在探究不同条件下应变片的粘贴效果，并分析其对测量结果的影响。
材料与方法：1. 实验材料：- 应变片：选用了常见的金属薄片应变片。
- 胶水：使用了两种不同类型的胶水，A型和B型。
- 实验样品：选择了一块金属板作为实验样品。
2. 实验步骤：- 清洁样品表面：使用洗涤剂和无尘布清洁金属板表面，确保无灰尘、油脂等污染物。
- 准备应变片：将应变片从包装中取出，用无尘布擦拭干净。
- 粘贴应变片：将胶水均匀涂抹在应变片背面，然后将其粘贴在金属板上。
- 加压固定：使用适当的工具对应变片进行加压固定，确保胶水能够充分黏合。
- 等待干燥：根据胶水的要求，等待一定时间使其干燥。
实验结果与讨论：1. 胶水类型的影响：我们分别使用了A型和B型胶水进行实验，并对比了它们的粘贴效果。
结果显示，A型胶水在粘贴后能够更好地与金属板表面结合，胶水与应变片之间的粘合度更高，因此应变片更加牢固。
而B型胶水在粘贴后容易出现脱落现象，对测量结果的准确性产生了一定的影响。
2. 清洁度的影响：实验中，我们对金属板表面进行了清洁处理，以确保无灰尘、油脂等污染物。
结果显示，清洁度对应变片的粘贴效果有着重要影响。
在清洁度较高的情况下，应变片与金属板的接触更加紧密，胶水能够更好地与金属板结合，从而提高了应变片的粘贴质量。
3. 加压固定的影响：在实验中，我们使用了适当的工具对应变片进行加压固定。
结果显示，加压固定对应变片的粘贴效果有着显著影响。
适当的加压能够使胶水充分填充应变片与金属板之间的空隙，提高粘合度，从而增强应变片的粘贴牢固性。
结论：通过本次实验，我们得出以下结论：1. 胶水类型对应变片的粘贴效果有着重要影响，选择合适的胶水能够提高应变片的粘贴质量。
2. 清洁度对应变片的粘贴效果有着重要影响，保持金属板表面的清洁能够提高应变片的粘贴质量。
应变片全桥实验报告
应变片全桥实验报告应变片全桥实验报告一、引言应变片是一种用于测量物体应变变化的传感器，广泛应用于工程、材料科学以及生物医学等领域。
本实验旨在通过应变片全桥实验，探究应变片的工作原理、测量方法以及应变片在不同应变条件下的性能表现。
二、实验原理1. 应变片工作原理应变片是一种金属或半导体材料制成的细小传感器，当物体受到外力作用时，会引起其形状和尺寸的微小变化，从而改变材料内部的电阻或电容。
应变片全桥利用应变片的电阻变化来测量物体的应变程度。
2. 应变片全桥电路应变片全桥电路由四个应变片组成，分别连接在电桥的四个臂上。
其中两个应变片处于拉伸状态，另外两个处于压缩状态。
当物体受到外力作用时，拉伸和压缩的应变片的电阻值会发生变化，从而导致电桥的电势差发生变化。
3. 应变片的测量方法通过测量电桥的电势差变化，可以计算出应变片的应变程度。
常用的测量方法有电压法和电流法。
电压法通过测量电桥两端的电压差来计算应变片的应变值，而电流法则通过测量通过电桥的电流大小来计算应变片的应变值。
三、实验步骤1. 搭建应变片全桥电路根据实验要求，搭建应变片全桥电路，确保电桥的四个臂上分别连接了四个应变片。
2. 调整电桥平衡通过调节电桥上的可变电阻，使得电桥平衡，即电桥两端的电势差为零。
3. 施加外力在已搭建好的电桥上施加外力，可以通过拉伸或压缩物体来引起应变片的应变变化。
4. 测量电势差变化使用电压表或电流表，测量电桥两端的电势差变化。
记录不同外力条件下的电势差值。
5. 计算应变值根据测得的电势差值，利用已知的公式计算应变片的应变值。
四、实验结果与分析根据实验数据，我们可以绘制应变片的应变-电势差曲线。
通过分析曲线的趋势，可以得出以下结论：1. 应变片的应变与电势差呈线性关系，即应变越大，电势差变化越大。
2. 应变片的灵敏度与材料的选择有关，不同材料的应变片具有不同的灵敏度。
3. 在一定应变范围内，应变片的灵敏度基本稳定，超过该范围后，灵敏度会下降。
应变片实验报告
一、实验目的1. 了解应变片的工作原理和性能特点。
2. 掌握应变片在电桥电路中的应用。
3. 学习如何通过电桥电路测量应变片的电阻变化。
4. 分析应变片的线性度、灵敏度等性能指标。
二、实验原理应变片是一种将力学量（如应力、应变等）转换为电阻变化的传感器。
其工作原理基于应变片材料的电阻应变效应，即当材料受到外力作用时，其电阻值会发生相应的变化。
本实验采用金属箔式应变片，通过电桥电路将应变片的电阻变化转换为电压输出。
三、实验器材1. 金属箔式应变片2. 电桥电路3. 测量电路4. 稳压电源5. 数字多用表6. 负载（砝码）7. 支架四、实验步骤1. 将金属箔式应变片粘贴在支架上，确保其受力均匀。
2. 搭建电桥电路，将应变片接入电桥电路中。
3. 调整电桥电路，使电桥处于平衡状态。
4. 在应变片上施加不同大小的力，观察电桥电路输出电压的变化。
5. 记录不同力值下电桥电路的输出电压。
6. 分析应变片的线性度、灵敏度等性能指标。
五、实验结果与分析1. 线性度分析通过实验数据，绘制应变片电阻值与应变值的关系曲线，观察曲线的线性度。
实验结果表明，金属箔式应变片的线性度较好，满足实际应用需求。
2. 灵敏度分析计算应变片在不同应变值下的电阻变化率，即灵敏度。
实验结果表明，金属箔式应变片的灵敏度较高，能够有效地将力学量转换为电阻变化。
3. 温度影响分析观察应变片在不同温度下的电阻变化，分析温度对应变片性能的影响。
实验结果表明，金属箔式应变片对温度的敏感性较高，需要考虑温度补偿。
六、实验结论1. 金属箔式应变片是一种将力学量转换为电阻变化的传感器，具有较好的线性度和灵敏度。
2. 电桥电路能够有效地将应变片的电阻变化转换为电压输出，适用于实际应用。
3. 需要考虑温度对应变片性能的影响，采取相应的补偿措施。
七、实验拓展1. 研究不同类型应变片的性能特点，比较其优缺点。
2. 探讨应变片在不同领域的应用，如力传感器、位移传感器等。
电阻应变片粘贴实验报告
电阻应变片粘贴实验报告电阻应变片粘贴实验报告引言：电阻应变片是一种常用的测量应变的传感器。
在工程实践中，电阻应变片的粘贴质量对于应变测量结果的准确性至关重要。
本实验旨在通过实际操作，探究电阻应变片的粘贴方法与技巧，并对其影响因素进行分析。
实验材料与方法：1. 实验材料：电阻应变片、粘合剂、清洁剂、擦拭纸、酒精棉球等。
2. 实验仪器：电阻应变片粘贴机、电阻应变片测量仪。
实验过程：1. 准备工作：将电阻应变片粘贴机调整至适当温度，准备好实验所需材料。
2. 清洁表面：使用清洁剂和酒精棉球清洁被测物体表面，确保无灰尘、油脂等杂质。
3. 涂抹粘合剂：将粘合剂均匀涂抹在电阻应变片的粘贴面上，注意避免使用过多的粘合剂。
4. 粘贴电阻应变片：将已涂抹粘合剂的电阻应变片轻轻贴在被测物体表面，确保贴合紧密，无气泡。
5. 压实与固化：使用粘贴机对电阻应变片进行压实，使其与被测物体表面充分接触，并等待粘合剂固化。
实验结果与讨论：1. 粘贴质量对测量结果的影响：电阻应变片的粘贴质量直接影响应变测量结果的准确性。
若粘合剂涂抹不均匀或粘贴不紧密，会导致应变测量结果存在误差。
2. 粘合剂选择：在实验中，我们尝试了不同类型的粘合剂，包括胶水、双面胶等。
结果表明，胶水在粘贴过程中易产生气泡，而双面胶则能够更好地保证粘贴质量。
3. 表面清洁与处理：被测物体表面的清洁与处理对于电阻应变片的粘贴至关重要。
在实验中，我们发现清洁剂和酒精棉球的使用能够有效去除表面的杂质，提高粘贴质量。
4. 粘贴机的作用：粘贴机在实验中起到了压实和固化的作用。
通过对电阻应变片的压实，能够使其与被测物体表面充分接触，提高粘贴质量。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电阻应变片的粘贴方法与技巧，并对其影响因素进行了分析。
实验结果表明，粘贴质量对于应变测量结果的准确性至关重要。
在实际应用中，我们应选择合适的粘合剂，并注意清洁被测物体表面，以确保电阻应变片的粘贴质量。
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实验二十五直流电桥与金属箔式应变片性能
一、实验目的
1.了解金属箔式应变片、单臂电桥的工作原理和工作情况。
2.验证金属箔式应变片单臂、半桥、全桥的性能及其相互关系。
二、实验所需部件
CSY10B传感器系统实验仪、应变式传感器、金属箔式应变片、铜质砝码、电桥模块、差动放大器、数显电压表。
三、实验原理
1、电阻应变式传感器简介
1.1、电阻应变式传感器的结构
将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数的电阻应变式传感器。
电阻应变式传感器由弹性敏感元件与电阻应变片构成。
弹性敏感元件在感受被测量（如受力）时将产生变形，其表面产生应变。
粘贴在种弹性敏感元件上的电阻应变片的电阻值也产生相应的变化。
电阻应变片的作用实际上就是传感器中的转换元件。
1.2、电阻应变片的工作原理
金属的应变效应：金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化的现象称为“金属的电阻应变效应”。
利用金属应变效应制造的电阻应变片常见的有“丝式”和“箔式”。
这种应变片电阻温度系数较小，但灵敏度较低。
半导体压阻效应：半导体材料的电阻随作用应力而变化。
利用半导体压阻效应制造的电阻应变片一般为“单根状”。
这种应变片灵敏度较高，但电阻温度系数较大。
此外还有“薄膜应变片”，是一种很有前途的新型应变片。
1.3、电阻应变片的主要参数
（1）电阻值R0
指未安装的应变片，在不受外力的情况下，室温条件下测定的电阻值，也称原始值。
应变片的电阻值趋于标准化，有60Ω、120Ω、350Ω、600Ω、1000Ω等等，其中120Ω为最常用。
10Ω。
（2）绝缘电阻：一般应大于10
（3）灵敏系数K
I
（4）允许电流
Max
2、测量原理
电阻丝在外力作用下发生机械形变时，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：
εK R
R
R =∆∑＝
（1） 式中，R
R R ∆∑＝为电阻丝电阻相对变化量，K 为应变灵敏系数,l l
∆=ε为电阻丝长
度相对变化量。
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并通过电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
其电路原理图如图1所示，电桥输出给差动放大器的电压为
E R R R R R R R R U ⨯++⨯-⨯=
)
)((41324
321 (图中，1R 与2R 、3R 与4R 构成对臂，R1与R3、R1与R4、
R2与R3、R2与R4分别构成邻臂)；所以，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输
图1 原理图
出为零。
在桥臂四个电阻4321R R R R 、、、中，电阻的相对变化量分别为
11R R ∆、2
2
R R ∆、3
3
R R ∆、44R R ∆，假设有：，R R R R R ====4321当使用一个应变片时，电桥的电阻相对变
化量R
R
R ∆=
∑单，此电桥称为单桥；当用相邻的两个应变片组成差动状态工作(即：一个应变片为拉伸型应变片 ，邻臂的那个应变片为压缩型应变片)构成双臂电桥时，则电桥的电
阻相对变化量R
R
R ∆=
∑2半，此电桥称为半桥；当用四个应变片组成双差动状态工作，构成一个全桥电桥时，则电桥的电阻相对变化量R
R
R ∆=∑4全。
电桥的灵敏度定义是：电桥的输出电压（或输出电流）与被测应变片在电桥的一个桥臂上引起的电阻变化量之间的比值，即：R
R U S o
∆=
；而输出电压o U ，根据戴维南定理可近似
得到R E K E U o ∑⋅=⋅=
41
41ε。
已知单桥、半桥和全桥电路的R ∑分别为
R
R ∆、R R ∆2、R R ∆4，于是对应单桥、半桥和全桥的电桥灵敏度分别为E 4
1、E 21
和E 。
由表达式可知，
单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大；也由此可知，当E 和电阻相对变化量一定时，电桥灵敏度与各桥臂阻值的大小无关，这样在实际测量中可以简便很多了。
四、实验内容
1.单臂电桥灵敏度测量
(1) 将差动放大器调零：开启主、副电源，将稳压电源的切换开关置V 4±档，用导线将差动放大器的正（＋）、负（－）输入端与地短接，将差动放大器的输出端与电压/频率表（V/F 表）的输入插口“IN ”相连（电压表的接地插口不必连接，内部导线已经接地），调节差动放大器的增益旋转到适中位置；然后调整差动放大器的调零旋钮使电压表显示为零，然后关闭主、副电源。
(2) 根据图2接线。
321R R R 、、为电桥单元的
固定电阻；X R R =4为应变片。
将稳压电源的切换开关置V 4±档，电压/频率表（V/F 表）置20V 档。
(3) 开启主、副电源，调节电桥平衡网络中D W 使电压表显示为零，然后将电压表置2V 档，再调节电桥D W （慢慢的调），电压表显示为零。
（4）在支架上依次放上20g 、40g 、60g……200g 铜质砝码，测量对应输出电压。
记录数据于表1。
(放上第一个铜质砝码时观察一下电压表读数的变化情况，如果示数起伏的大，可适当减少差动放大器的增益；如果示数没有变化，可适当增大差动放大器的增益)
（5）作出V ～M 曲线，求出灵敏度M V S ∆∆=/单。
2.半桥灵敏度测量
保持差动放大器增益不变，将1R 固定电阻换为与4R 工作状态相反的另一应变片，即邻臂取二片受力方向相同的应变片，形成半桥，重复上述测量过程，并将测量数据填入下表，作出V ～M 曲线，求出半桥的灵敏度。
3.全桥灵敏度测量
保持差动放大器增益不变，将32R R ，两固定电阻换成另外两片受力应变片（即2R 换成
、3R 换成 ，而1R 保持为、4R 保持为 ，组桥原则是：邻臂相反，对臂相同，否则相互抵消没有输出）形成全桥电路，重复上述测量过程，并将测量数据填入下表，作出V ～M 曲线，求出全桥的灵敏度。
实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。
五、实验数据处理
同一坐标纸上描出V ～M 曲线，比较三种接法的灵敏度。
注意事项
1. 金属箔式应变片性能测试－单臂电桥
(1)电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，目的是实验中组桥容易。
(2)做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。
2.金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥的比较 (1)在更换应变片时应将电源关闭。
(2)在实验过程中如有发现电压表发生过载（显示为“1”或“-1”），应将电压量程扩大。
(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)直流稳压电源V 4 不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。
(5)接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。
六、思考题
1.本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求？
2.单臂、半桥、全桥的连接方法各有几种？
3.桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在非线性（2）应变片应变效应是非线性的（3）调零值不是真正为零。