四臂全桥性能实验讲述

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传感器实验报告

实验一金属箔式应变片单臂电桥

实验数据处理

线性拟合

V=5.767*x-0.422 灵敏度为5.767

思考题：

（1）本实验电路对直流稳压电源有何要求，对放大器有何要求。

直流稳压源输出应稳定，且不超过负载的额定值。

放大器应对差模信号有较好放大作用，无零漂或零漂小可忽略。

（2）将应变片换成横向补偿片后，又会产生怎样的数据，并根据其结构说明原因。

灵敏度将大幅度降低，线性性也将变差，电压随位移的变化将变得十分小。因为横向补偿片原本是横向粘贴在悬梁臂上的，用于补偿应变片测量的横向效应。在悬梁臂形变的时候，横向补偿片仅仅横向部分发生形变，而应变片敏感栅往往很粗而且有效长度短，因此阻值变化小。

实验二金属箔式应变片双臂电桥（半桥）

实验数据处理

V=11.95*x+0.778

灵敏度为11.95

思考题：

（1）根据应变片受力情况变化，对实验结果作出解释。

在梁上下表面受力方向相反的应变片相当于将形变放大两倍，，因此，ΔV/ΔX

大约是实验一中的两倍。

（2）将受力方向相反的两片应变片换成同方向应变片后，情况又会怎样。

同方向的两片应变片相互抵消，输出为零。

（3）比较单臂，半桥两种接法的灵敏度。

在相同形变量下，半桥的灵敏度约是单臂的两倍。

实验三金属箔式应变片四臂电桥(全桥)的静态位移性能

V=24.15*x+1.4

灵敏度问24.15

思考题：

（1）如果不考虑应变片的受力方向，结果又会怎样。

对臂应变片的受力方向应接成相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则相互抵消没有输

出

（2）比较单臂，半桥，全桥各种接法的灵敏度。

实验四金属箔式应变片性能一全桥

实验四金属箔式应变片性能——全桥四臂实验

一、实验目的：

了解金属箔式应变片，半桥单、双臂测量电路的工作原理和工作情形。

二、实验原理：

本实验说明箔式应变片及半桥单、双臂直流电桥的原理和工作情形。

电阻应变片是最经常使用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在力灵敏物体（测件）表面，当测件受力发生形变（即为应变），应变片的灵敏栅随同变形，其电阻也随之发生相应的转变，通过测量电路，转换成电信号输出显示。

电桥电路是最经常使用的非电量电测电路中的一种，当电桥平稳时，桥路对臂电阻乘积

相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R 1、R 2、R 3、R 4中，电阻的相对转变率别离为1

1R R ∆、22R R ∆、3

3R R ∆、44R R ∆，当利用一个应变片时， R R R ∆=∑ ；当二个应变片组成差动状态工作，那么有R

R R ∆=∑2

；用四个应变片组成二个差动对工作，且R 1=R 2=R 3=R 4=R ，R R R ∆=∑4。由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。

三、所需单元及部件：

直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、四片应变片、F/V 表、主、副电源。

四、旋钮初始位置：

直流稳压电源打到±2V 档，F/V 表打到2V 档，差动放大增益最大。

五、实验步骤：

（1）、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观看梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表各贴二片受力应变片。

（2）、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V 表的输入插口V i 相连；开启主电源；调剂差动放大器的增益到最大位置（顺时针将差动放大器的增益旋钮调整到最大），然后调整差动放大器的调零旋钮，直至使F/V 表显示为零。关闭主电源，并将差动放大器的正（+）、负（-）极短接线全数撤去。

一、单臂桥、双臂桥、全桥性能比较实验

黄淮学院电子科学与工程系

传感器原理及应用课程验证性实验报告

实验名称一、应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验实验时间2013年10月30日学生姓名实验地点07318

同组人员专业班级电技1001B

1、实验目的

1、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。

2、了解应变片单臂桥工作特点及性能。

3、了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。

4、了解应变片全桥工作特点及性能。

5、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。

2、实验主要仪器设备和材料：

主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。

3、实验内容和原理：

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。

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：

全桥实验报告总结

引言

全桥实验是电子电路实验中非常重要的一种实验方法，通过该实验可以学习和掌握全桥电路的工作原理和应用。本次实验旨在通过搭建全桥电路，研究其在不同工作条件下的特性及其应用。

实验目的

1. 研究全桥电路的工作原理；

2. 学习计算和测量全桥电路的参数；

3. 了解全桥电路在实际中的应用。

实验方法

1. 按照实验要求，搭建全桥电路；

2. 使用万用表测量桥臂电阻和极限功率；

3. 调节电源电压，观察全桥电路工作状态的变化；

4. 使用示波器观察桥臂电压和输出电压波形。

实验结果

通过实验，我们得到了以下结果：

1. 测量得到的各桥臂电阻与理论计算值非常接近，说明搭建的电路准确可靠；

2. 调节电源电压时，当电压趋近于理论工作电压时，全桥电路的输出电压将会增大；

3. 在保持电源电压不变的情况下，改变外接负载电阻，可以观察到全桥电路输出电压的变化；

4. 利用示波器观察到的波形，确定了全桥电路的工作状态，进一步验证了实验

结果。

实验分析

根据实验结果，我们可以得出以下结论：

1. 全桥电路是一种非常稳定和精确的电路，能够实现较大的电压放大；

2. 全桥电路在理论工作电压下输出电压最大，在满足工作条件的前提下，可以通过调节电源电压来控制输出电压；

3. 外接负载电阻的变化会对全桥电路的输出电压产生影响，可以利用这一特点实现电压控制功能；

4. 根据示波器观察到的波形，可以判断全桥电路的工作状态，确保电路的正常工作。

实验应用

全桥电路在实际中有很广泛的应用，如：

1. 全桥电路可以用于温度测量，根据测量物体的电阻变化，计算得到其温度；

惠斯登电桥物理实验结论与心得

结论：惠斯通电桥（又称单臂电桥）是一种可以精确测量电阻的仪器。通用的惠斯通电桥电阻R1，R2，R3，R4叫做电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。

当G无电流通过时，称电桥达到平衡。平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。

惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路，这四个电阻分别叫做电桥的桥臂，惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化，单片机采集可变电阻两端的电压然后处理，就可以计算出相应的物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。

非平衡电桥一般用于测量电阻值的微小变化，例如将电阻应变片（将电阻丝做成栅状粘贴在两层薄纸或塑料薄膜之间构成）粘固在物件上，当物件发生形变时，应变片也随之发生形变，应变片的电阻由电桥平衡时的Rx变为Rx+△R，这时检流计通过的电流Ig也将变化，再根据Ig与△R的关系就可测出△R，然后由△R与固体形变之间的关系计算出物体的形变量。

用这种方法可测量应变、拉力、扭矩、振动频率等。

心得：惠斯通电桥是一种检测电路，虽然它的结构简单，但它的准确度和灵敏度都比较高，在医学诊断和检测仪器中有广泛的应用。

惠斯通电桥的测量灵敏度在科学研究,生产应用中都具有重大意义。惠斯通电桥在当代科学测量中的应用非常广泛，同时也广泛地被应用在自动控制中。

惠斯通电桥也广泛应用在称重检测元件上等。

四臂全桥性能实验

3 按图接线，调整RW1，使数显表显示为0
R1 R2 R3 R5 R2 R3 R4 R1 接差放 R4
R6 R8 +5v
R7
-5v RW1
4 依次加上砝码，逐一记录数据，填入下表：
重量（g）
电压（mv）
实验小结
1 请计算四臂全桥的灵敏度 S= Δ U／Δ M 2 请绘制传感器此时的线性曲线
U/mv
0
M/g
ຫໍສະໝຸດ Baidu

3 请比较单臂电桥，双臂半桥及四臂全桥的灵敏度和输出特性曲线。选取其中一种测量电路来完成电子称的实验。
实训三四臂全桥性能实验
一实验目的：
1 掌握电阻应变式传感器测量电路的连接、调试； 2 检测四臂全桥电路的工作原理和性能
二实验原理：
全桥电路中，将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边。当应变片初始值时， R1=R2=R3=R4，当受力产生变化时，ΔR1= ΔR2= ΔR3= ΔR4,其输出电压Uₒ=KE。其输出灵敏度臂半桥又提高了一倍，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块、砝码、数显表、 +-15V电源、+-5V电源。
四实验内容与步骤：
1 将主控箱上的+-15V电源接入应变式传感器实验模块，并将RW2调至中间位置； 2 对差动运算放大器进行调零： ①将差动运算放大器的输入端与地点短接； ②将对差动运算放大器的输出端与数显表 +的输入端相连； ③调节RW3，使数显表的显示为0 注意：此时数显表选择2V档位

实验02(移相器)实验报告

实验二-移相器、相敏检波器及交流电桥实验

实验1：移相器实验：

一、实验目的

了解运算放大器构成的移相电路的原理及工作情况

二、实验原理图

三、实验器械

移相器、音频振荡器、双线（双踪）示波器、主、副电源

四、实验数据记录和数据处理

实验数据如下：

5Khz时，移相范围为15us

7Khz时，移相范围为14us

9Khz时，移相范围为15us

五、实验思考题

根据图2-1，分析本移相器的工作原理，并解释所观察到的现象

答：任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移。

实验2：相敏检波器实验

一、实验目的

了解相敏检波器的原理和工作情况

二、实验原理图

相敏检波电路如图2-2 所示，图中（1）端为输入信号端，（3）为输出端，（2）为交流参考电压输入端，（4）为直流参考电压输入端。（5）、（6）为两个观察口。

三、实验器械

相敏检波器、移相器、音频振荡器、示波器、直流稳压电源、低通滤波器

四、实验数据记录和数据处理

实验数据如下：

实验数据拟合图像如下：

五、思考题

1、根据相敏检波器原理图2-2，定性分析此相敏检波器电路的工作原理。

答：模拟PSD:使用乘法器,通过与待测信号频率相同的参考信号与待测信号相乘,其结果通过低通滤波器得到与待测信号幅度和相位相关的直流信号。

2、根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么?移相器在实验线路中的作用是什么？

答：相敏检波器鉴别调制信号相位和选频，移相器对波的相位进行调整

实验3：交流全桥的测重实验

一、实验目的

了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况

二、实验原理

交流全桥侧重原理与直流电桥一样，也是利用箔式应变片的电阻应变效应来完成的。将R1、R2、R3、R4 四个箔式应变片按它们的受力方向接入组成全桥，从音频振荡器的LV 端给全桥电路一个音频信号，当电桥对应两边的阻抗乘积相等时，电桥达到平衡，输出为零。交流电桥工作时增大相角差可以提高灵敏度，传感器最好是纯电阻性或纯电抗性的。交流电桥只有在满足输出电压的实部和虚部均为零的条件下才会平衡。

机械工程测试技术_实验报告模板

机械工程测试技术实验名称：常用传感器的静态特性

实验报告

班级：

学号：

姓名：

机械与材料工程学院

一. 实验目的

1. 了解电感式传感器结构、工作原理及其应用；

2. 以电涡流传感器及其匹配电路为典型，了解调幅、调频电路的特点，测试电涡流传感器的变换特性；

3. 掌握电涡流传感器及其电路的灵敏度、线性度、迟滞等指标的数据处理方法。

二. 实验原理（预习）

（1）重复性误差

（2）回程误差δH

（3）灵敏度S

（4）非线性误差δL

三. 实验内容及步骤

表1-1 电涡流传感器位移X与输出电压U数据

四. 思考题

涡流传感器高频回路阻抗与哪些因素有关？

五. 静态特性参数测定过程

机械工程测试技术实验名称：直流电桥特性

实验报告

班级：

学号：

姓名：

机械与材料工程学院

一. 实验目的

1. 掌握直流电桥的工作原理和工作特性。

2. 比较单臂电桥、双臂电桥和全桥的灵敏度和线性度。

3. 能够运用直流电桥的和差特性，正确地进行应力与应变测量。

二. 实验原理（预习）

1. 电阻应变片的工作原理

2. 测量电路

三. 实验内容

利用综合传感器实验仪进行电桥和差特性实验。主要内容包括：（1）单臂电桥工作，系统接线如图2-2所示。（2）双臂电桥工作，系统接线如图2-3所示。（3）全桥工作，系统接线如图2-4所示。

图2-2单臂电桥工作图2-3双臂电桥工作

图2-4四臂电桥工作

四. 实验步骤

表2-1 直流电桥实验数据表

五. 思考题

根据图2-9受力状态，填写电阻片在电桥中的位置，输出电压及应变值。

图2-9 根据受力状态填写输出电压

六. 实验数据处理

机械工程测试技术实验名称：位移量的测量

全桥性能实验报告

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全桥性能实验报告

篇一：金属箔式应变片——全桥性能实验实验报告

金属箔式应变片——全桥性能实验

实验报告

一．实验目的：

了解全桥测量电路的优点。

二．基本原理：

全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，受力方向不同的接入邻边，当应变片初始阻值：

R1?R2?R3?R4，其变化值

?R1??R2??R3??R4时，其桥路输出电压uo3?Ke?。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．需用器件和单元：

应变单元电路、应变式传感器、砝码、数显表（实验箱

上电压表）、±4V电源、万用表。

四．实验步骤：

图1应变式传感器全桥实验接线图

1.保持单臂、半桥实验中的Rw3和Rw4的当前位置不变。

2.根据图1接线，实验方法与半桥实验相同，全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，将实验结果填入表1；进行灵敏度和非线性误差计算。

表1全桥输出电压与加负载重量值

3.根据表1计算系统灵敏度s，s??u/?w（?u输出电压变化量；?w重量变化量）；计算非线性误

差：?f1??m/yF?s?100%，式中?m为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差，yF?s满量程输出平均值。

五．实验结果计算

1．计算系统灵敏度s，s??u/?w（?u输出电压变化量；?

w重量变化量）

表2全桥测量灵敏度

2．计算非线性误差：?f1??m/yF?s?100%，式中?m为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差，yF?s 满量程输出平均值。

实验时，测的最大重量为80(g)，因此，yF?s?0.157(电压表测得)、

实验一(应变力传感器标定及称重实验)报告内容

第_____组成员名单：

1. 单臂电桥性能实验

1.1 单臂电桥测量时输出电压与对应砝码质量值

质量（g）

输出电压

（mV）

1.2 通过数据拟合,求出单臂电桥测量时输入输出特性曲线方程

2. 双臂电桥性能实验

2.1 双臂电桥测量时输出电压与对应砝码质量值

质量（g）

输出电压

（mV）

2.2 通过数据拟合,求出双臂电桥测量时输入输出特性曲线方程

3. 四臂全桥性能实验

3.1 四臂全桥测量时输出电压与对应砝码质量值

质量（g）

输出电压

（mV）

3.2 通过数据拟合,求出四臂全桥测量时输入输出特性曲线方程

性曲线。

3.5 简单说明各电位器在电路中所起作用。

4. 直流全桥的应用——称重实验

4.1称重实验中输出电压与对应砝码质量值

质量（g）

输出电压（mV）

4.2 将上表数据与拟合曲线对比，分析产生误差的原因,并计算误差与非线性误差。

传感器实验报告

核技术与自动化工程学院

实

验

报

告

课程名称：传感器原理及应用姓名：张亚磊张振宇学号：201106090112

201106090115

专业：核技术

学期： 20013--2014

任课教师：刘易

实验（1）名称：应变片实验

实验人员：张亚磊张振宇指导老师：刘易

实验地点： 6C801 实验时间： 10.22

一、实验目的及要求

◇了解不同电桥的特性和实现方法：

1. 直流单臂电桥特性

2 .直流双臂电桥（半桥）特性

3. 直流四臂电桥（全桥）特性

◇1.详细记录不同电路连接时的测量数据

2.在同一坐标上描绘出X—V曲线，比较三种接法的灵敏度

3.编写实验报告

二、实验内容

图1-1 原理图

电阻应变片式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器的构造由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元

件构成，其工作原理是基于应变效应。

通过螺旋测微器的上下移动，给应变片施加不同的力，进而改变应变片的电阻。通过以上电路，将输出信号经过差动放大器的放大，观察输出电压与位移的关系。将应变片接入Rx，测量单臂电桥数据。将应变片接入Rx和R3,构成半桥电路。将四个电阻都接入电路，构成全桥。

三、实验步骤

1.直流电源旋在±2V档。F/V表置于2V，差动放大器增益打到最大。

2.系统调零，观察梁上的应变片，转动测微头，使梁处于水平位置（目测），接通总电源及副电源。放大器增益旋至最大。

3.差动放大器调零，方法是用导线将放大器正负输入端与地连接起来，输出端接至F/V表输入端，调整差动放大器上的调零旋钮，使表头指示为零。

4.电桥调零，根据电路图，利用电桥单元上的接线和调零网络连接好测量电路。图中r及w1为调平衡网络，先将Rx设置为工作片。

应变臂、半桥、全桥性能实验

• 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。来自百度文库• (1)金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取
• 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。
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
• 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。对式全微分得电阻变化率 dR/R为：
（a）单臂
（b）半桥
（c）全桥
（a）单臂 Uo＝U①－U③ ＝〔(R1＋△R1)／(R1＋△R1＋R5)－R7／(R7＋R6)〕E ＝｛〔（R7＋R6）（R1＋△R1）－R7（R5＋R1＋△R1）〕／〔（R5＋R1＋△R1）（R7＋R6）〕｝E 设 R1＝R5＝R6＝R7，且△R1／R1＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε，K为灵敏度系数。则 Uo≈(1／4)(△R1／R1)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE （b）双臂(半桥) 同理:Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)Kε E （c）全桥同理:Uo≈(△R／R)E＝Kε E

电阻式传感器的全桥性能实验

一、实验目的

掌握全桥电路的工作原理和性能。

二、实验所用单元

同实验一。

三、实验原理及电路

将四个应变片电阻分别接入电桥的四个桥臂，两相邻的应变片电阻的受力方向不同，组成全桥形式的测量电路，转换电路的输出灵敏度进一步提高，非线性得到改善。实验电路图见图3-1，全桥的输出电压U O＝4EKε

四、实验步骤

1、按实验一的实验步骤1至3进行操作。

2、按图3-1接线，将四个应变片接入电桥中，注意相邻桥臂的应变片电阻受力方向必须相反。

图3-1 电阻式传感器全桥实验电路

3、调节平衡电位器RP，使数字电压表指示接近零，然后旋动测微器使表头指示为零，此时测微器的读数视为系统零位。分别上旋和下旋测微器，每次0.4mm，上下各2mm，将位移量X和对应的输出电压值U O记入下表中。

表3-1

五、实验报告

1、根据表3-1，画出输入/输出特性曲线)X(f

，并且计算灵敏度和非

线性误差。

2、全桥测量时，四个应变片电阻是否必须全部一样？

实验四电阻式传感器的单臂、半桥、全桥性能比较实验一、实验目的

比较半桥、全桥形式输出时的灵敏度和非线性度。

二、实验所用单元

同实验一。

三、实验报告

1、按实验一、实验二、实验三所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性误差，从理论上进行分析比较，注意实验一、实验二和实验三中的放大器增益必须相同。

2、若要提高系统的灵敏度，除了采用不同的桥路形式外，还能采用什么措施？

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。

双极性直流系统三电平四桥臂整流器

点相连，处于 0 状态。图 1 中、，，、，义和丫4 组成的第 4 桥臂用于
不平衡电压调节，其中乂 ,和 V 4 并联在电容 CP 和 CN两端，经过电感 L3 与 0 连接，另外 V2 和 V3 并联在 i3两端。直流侧不平衡负载工况下，第 4 桥臂
可提供零序电流分量，实现对中点电位平衡控制。第 4 桥臂采用载波移相调制，调制波和各开
为保证在直流侧不平衡负载工况下三电平整流器正常运行，需要采取不平衡电压调节维持中点电位平衡，目前常用的方法主要有2 种：基于载波脉宽调制，通过检测中点电位偏移量，向调制波注入相应的直流分量调节中点电位采用空间矢量脉宽调制，利用对中点电位极性相反的冗余小矢量控制中点电位平衡 |4]。这两种直流侧不平衡电压调节方法的调节能力都会受到调制比的限制，为避免过调制影响并网电能质量，正负极直流
利用调制波改变主导管开通和关断时间的比例，可以对直流母线正负极母线电压进行调整。当负极母线负载/?2大于正极母线负载 A 时，负极母线电压 & 大于正极母线电压。为调节 ^ 与之间的偏差，可以增大 V 4 的导通时间，同时减小 V ,的导通时间，也就是利用i3实现 CN 向 CP放电。当中点电位满足偏差要求时，乂1和乂4 导通时间相同，也可以保持第4 桥臂开关管关断，达到降低损耗的目的。