电桥的和差特性
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实验六 电桥的和差特性
一、 目的
1.加深理解并验证电桥和差特性,为实测组桥打下基础。 2.掌握静态电阻应变仪全桥测量法。 二、 要求
使用YJD —1型静态电阻应变仪,按照所要求的六种全桥接线进行测量,比较其结果,以验证电桥和差特性分析的结论,电桥相邻两臂应变片有同号变化(应变)时输出电压为两者之差,异号为两者之和(简述为“邻臂同号相减,异号相加”),当相对两臂应变有同号电阻变化时输出电压为两者之和,异号为两者之差(简称为“对臂同号相加,异号相减”)。 三、 实验原理
根据图3—1等臂电桥的输出电压公式:
R
R R R R E U )
(4321∆-∆-∆-∆-
=∆
图3—1 等臂电桥工作情况
可知,通过改变桥臂应变片所受拉压应变情况以改变桥臂电阻变化情况,可使电桥的输出电压具有和差特性。 四、 需用仪器设备和工具材料
调压变压器 1台 YJD —1静动态电阻应变仪 1套
贴好应变片的等强度梁2套
万用表1块
螺丝刀、连接导线等
五、实验步骤
1.按图3—2要求,选用标定梁上所贴应变片组成全桥接入应变仪,接好仪器连接线,检查仪器各开关处于初始位置,请知道教师检查合格后,接通电源,按静态应变测量方法进行仪器调整,直至加载测量。
2.按电桥单臂工作情况(图3—2),对标定梁加载一次(5牛),记下应变仪输出应变读数ε读(με)。
3.同理,如图3—3所示“邻臂同号”和“异号”两种要求,图3—4所示“对臂同号”和“异号”两种要求及图3—5所示“四臂异号”工作要求,分别接线和各加载一次(5牛),记录相应的仪器输出应变读数ε读(每次改变电桥接线时,选择开关均应旋到“A”上,改变后重新调整电桥平衡)。
所得数据填入下表:
4.请指导教师审查实验数据合格后,再关断仪器电源。
整理仪器及实验台。
图3—2 图3—3
图3—4 图3—5
六、 实验报告内容 1.实验基本原理 2.实验数据
(1) 电源电压 (2) 应变片参数
L ×a : R 0 K 0
(3) 应变仪供测量桥电压 (4) 加载记录和计算值
3.对实验过程中出现的问题以实验结果进行分析。 七:附录
YJD —1型静态电阻应变仪使用说明(应变仪及其电源面板见图2—5)
图2—5 电阻应变仪面板图
1、应变仪测量电桥的接法
测量电桥的接法,分全桥、半桥两种。这在一般测量中,多数采用半桥法,如图2—6a、b所示。在a、b两种半桥接法中,必须将三孔连接片在面板上A′B′、C′三个接线柱上短路连接。如果测量距离超过30公尺或在温度变化比较不等情况下,可采全桥测量法(如图2—6c和d)。
2、静态应变测量方法
(1)把应变仪和电源箱上专用连线接好。
(2)按需要将等强度梁上应变片妥善与仪器连接,并注意各接线柱必须旋紧。
(3)按应变片包装盒上注明的灵敏系数K值,调整灵敏系数盘K与之相符。
(4)使微调、中调、粗调三调节旋钮都指在零位。
(5)使用电池时,将选择开关旋到“A”和“B”处,检查A、B电池的电压值是否正常,正常时指针应偏在红格以内,否则将换用新电池,使用电源箱时可不作检查。
(6)将选择开关旋到“预”上,此时指示器指针应向右偏转,用小型螺丝刀伸入仪器右方之(电阻平衡)及(电容平衡)两孔中反复调整,使指示电表的指针指于零位,然后将开关旋到“静”位置再调节(电阻平衡)使指针指于零位。在“预”、
“静”反复调整几次后,此时电桥即已预调平衡,以后在测量过程中(电容平衡)可不必再动。
(7)如果应变片的阻值相差较大而不能达到平衡时,可将微调或中调盘的旋钮转相应的档数,并记录其“初始应变读数”然后在调整电阻平衡使指针在零位后可测量。
(8)预调平衡达到后,选择开关旋钮“静”位置,仔细观察仪器工作情况三分钟,指示表指针不应有漂移现象。
(9)进行加载,指针偏出时,估计应变量的大小,相应地旋转“微调”的调节旋钮,使指针回到零,将三个调节器所指读数相加,即为应变读数,“—”表示压缩,“+”表示拉伸,如有“初始应变读数”时应减去后计算。
3、动态应变测量方法
(1)在动态测量之前,应按前述静态测量要求进行“静”的平衡并将选择开关按估计被测应变值旋到灵敏度“动1”档或高灵敏度“动2”档。
(2)配用合适的光线示波器振子,跨接在“示波”、“”两接线柱上,即可进行示波记录。
(3)在不需记录情况下,也可用阴极射线示波器接在“示波”、“”两接线柱上,观看动态的波形。