单臂电桥性能实验报告
实验一应变片单臂电桥性能实验8页
姓名____________班级____________学号____________实验一应变片单臂电桥性能实验一、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：（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。
实验一应变片单臂电桥性能实验
实验一应变片单臂电桥性能实验
实验一：应变片单臂电桥性能实验
实验设备：
1. 应变片：选择合适的应变片，并保证其表面干净、光滑。
2. 悬挂支架：用于固定应变片。
3. 变压器：提供所需的电源电压。
4. 电压表：用于测量电压值。
5. 多用表：用于测量电阻、电流等参数。
实验步骤：
1. 将应变片固定在悬挂支架上，使其能够受到外力引起的变形。
2. 将应变片连接到单臂电桥电路中，其中三个电阻分别为R1、R2、R3。
3. 通过调节R3的阻值，使得电桥平衡，即电桥两个输出端的
电压为零。
4. 测量R3的阻值。
5. 给电桥施加一定的外力，观察电桥的输出电压变化情况。
6. 根据电桥输出电压的变化，计算应变片的应变值。
实验原理：
应变片是一种可以将外力作用下的应变转化为电阻变化的器件。
在单臂电桥电路中，由于应变片的变形导致其电阻值发生变化，从而引起电桥不平衡，产生输出电压。
通过调节R3的阻值，
使得电桥平衡，即电桥两个输出端的电压为零，可以得到应变片的相对电阻变化量。
根据此相对电阻变化量，可以计算出应变片的应变值。
实验注意事项：
1. 应保证应变片的表面光滑，并且避免应变片受到过大的外力导致破坏。
2. 在进行电桥平衡调节时，应谨慎调节R3的阻值，以避免短路或断路的情况发生。
3. 在测量电桥输出电压变化时，应注意观察其变化趋势，并保证测量的准确性。
4. 在计算应变值时，应根据实验所使用的应变片的特性曲线进行计算，以获得更为准确的结果。
单臂电桥性能实验报告
实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、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。
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：εK R R =∆/式中R R /∆为电阻丝电阻的相对变化，K 为应变灵敏系数，l l /∆=ε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的受力状态变化，电桥的作用是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。
单臂电桥输出电压U O14/εEK =。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、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块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R2、R3、R 4。
加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
2、接入模块电源±15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模块调节增益电位器Rw 3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的数显表电压输入端Vi 相连，调节实验模块上调零电位器Rw 4，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。
图1-1 应变式传感器安装示意图3、将应变式传感器的其中一个应变片R 1（即模块左上方的R 1）接入电桥作为一个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥（R 5、R 6、R 7模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw 1，接上桥路电源±4V （从主控箱引入）如图1-2所示。
检查接线无误后，合上主控箱电源开关。
调节Rw 1，使数显表显示为零。
电阻式传感器单臂电桥性能实验
实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验说明1'电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：△R/R=Kf,AR为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，&为电阻丝长度的相对变化量△L/L。
通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。
2、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、半桥与全桥电路，最大测量范围为土3mm°+5V1\1—外壳2—电阻应变片3—测杆4—等截面悬臂梁5—面板接线图图1-1电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示，图中R2、R3为固定，R为电阻应变片，输出电压U。
=EK&,E为电桥转换系数。
R3差动放大器图1-2电阻式传感器单臂电桥实验电路图三、实验内容1'固定好位移台架，将电阻应变式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm左右。
将测微器装入位移台架上部的开口处，旋转测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆适度旋紧，然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态，两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。
2、将实验箱（实验台内部已连接）面板上的土15V和地端，用导线接到差动放大器上；将放大器放大倍数电位器RPi旋钮（实验台为增益旋钮）逆时针旋到终端位置。
3、用导线将差动放大器的正负输入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；按下面板上电压量程转换开关的20V档按键（实验台为将电压量程拨到20V 档）；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RB旋钮，使电压表指示向零趋近，然后换到2V量程，旋动调零电位器RP,旋钮使电压表指示为零；此后调零电位器於旋钮不再调节，根据实验适当调节增益电位4、按图1・2接线，R、R2、R3（电阻传感器部分固定电阻）与一个的应变片构成单臂电桥形式。
实验二电桥测试(电阻式传感器的单臂、全桥电桥性能)实验
实验二电桥测试（1）电阻式传感器的单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥，差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路1、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是上、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、（双臂）半桥与全桥电路，最大测量范围为±3mm。
1─外壳2─电阻应变片3─测杆4─等截面悬臂梁5─面板接线图图1-1 电阻应变式传感器2、电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：ΔR/ R＝KΔL/ L=Kε，ΔR为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/ L。
通过施加外力引起应变片变形，测量电路将电阻变化转换为电流或电压的变化。
ρρεμd K S 1)21(++=对于金属应变片，K s 主要取决于式中的第一项。
金属的泊松比通常在0.3左右，对于大多数金属K s 取2。
本实验采用直流电桥来测量金属应变片的工作特性。
3．电桥的工作原理和特性 （1）电桥的工作原理图2 是一个直流电桥．A 、C 端接直流电源，称供桥端，U o 称供桥电压；B 、D 端接测量仪器，称输出端U BD =U BC +U CD =U O [R 3/(R 3+R 4)-R 2/(R 1+R 2)] 1） 由式（1）可知，当电桥输出电压为零时电桥处于平衡状态．为保证测量的准确性，在实测之前应使电桥平衡（称为预调平衡）．（2）电桥的加减特性电桥的四个桥臂都由应变片组成，则工作时各桥臂的电阻状态都将发生变化(电阻拉伸时，阻值增加；电阻压缩时，阻值减小)，电桥也将有电压输出．当供桥电压一定而且△R i <<R i 时，d U=(∂ U/∂R 1) d R 1+(∂ U/∂R 2) dR 2+(∂ U/∂R 3) dR 3+(∂ U/∂R 4) dR 4 2) 其中U =U BD ．对于全等臂电桥，R 1=R 2=R 3=R 4=R ，各桥臂应变片灵敏系数K 相同，上式可简化为d U=0.25U O (d R 1 / R 1- d R 2 / R 2+ d R 3 / R 3- d R 4 / R 4) 3） 当△Ri <<R 时，此时可用电压输出增量式表示∆ U=0.25 U O (∆ R 1 / R 1- ∆ R 2 / R 2+ ∆ R 3 / R 3- ∆ R 4 / R 4) 4） 式（4）为电桥转换原理的一般形式，现讨论如下：（a ）当只有一个桥臂接应变片时（称为单臂电桥），桥臂R 1为工作臂，且工作时电阻由R 变为R +△R ，其余各臂为固定电阻R （△R 2=△R 3=△R 4=0），则式（4）变为∆ U=0.25 U O (∆ R / R)= 0.25 U O K ε 5） （b ）若两个相邻臂接应变片时（称为双臂电桥，即半桥），（见图3）即桥臂R 1、R 2为工作臂，且工作时有电阻增量△R 1、△R 2，而R 3和R 4臂为固定电阻R （∆R 3=∆R 4=0）．当两桥臂电阻同时拉伸或同时压缩时，则有△R 1=△R 2=△R ，由式（4）可得△U =0．当一桥臂电阻拉伸一桥臂压缩时，则有△R1=△R，△R2=－△R，由式（4）可得∆ U=2[ 0.25 U O (∆ R / R) ]=2 [ 0.25 U O Kε] 6)（c）当四个桥臂全接应变片时（称为全桥），（见图4），R1=R2=R3=R4=R，都是工作臂，△R1=△R3=△R，△R2=△R4=－△R，则式（4）变为∆ U=4[ 0.25 U O (∆ R / R) ]=4 [ 0.25 U O Kε] 7)此时电桥的输出比单臂工作时提高了四倍，比双臂工作时提高了二倍．（3）电桥的灵敏度电桥的灵敏度S u是单位电阻变化率所对应的输出电压的大小S u=∆ U/(∆ R/ R)= 0.25 U O (∆ R1 / R1- ∆ R2 / R2+ ∆ R3 / R3- ∆ R4 / R4)/ (∆ R/ R) 8) 令 n=(∆ R1 / R1- ∆ R2 / R2+ ∆ R3 / R3- ∆ R4 / R4)/ (∆ R/ R) 9)则S u=0.25n U O 10)式中，n 为电桥的工作臂系数．由上式可知，电桥的工作臂系数愈大，则电桥的灵敏度愈高，因此，测量时可利用电桥的加减特性来合理组桥，以增加n 及测量灵敏度．3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示，图中R1、R2、R3为固定，R为电阻应变片，输出电压∆ U=EKε11）E---电桥转换系数：单臂E= U0/4 半桥（双臂）E= U0/2 全桥E= U04.由10）11）可知：S u、∆ U均与电桥的工作臂数、U o供桥电压成正比；但U o 供桥电压过大会使应变片的温度变大。
大学物理实验报告之直流单臂电桥实验报告
实验题目：直流单臂电桥一. 实验目的：1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。
2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。
3.学会使用箱式电桥。
二. 实验原理：1.直流单臂电桥适用范围：测量中等电阻（10~105Ω）2.推导测量公式：电桥平衡时：R a I a=R b I b R x I x=R0I0Ia=Ix I b=I0所以R x=R aR b R0令c=R aR b,则R x=CR03.画出实验电路图：4.比例臂倍率如何适当选取：让比较臂R0电阻旋钮调节的有效位数尽量多，来提高测量精度。
本次实验使用的是四钮电阻箱，要使倍率能读取四位有效数字。
5.电桥灵敏度的概念及与哪些因素有关：通过电流计的电流小于其分辨率δ时，我们不能判断电桥是否偏离平衡，仍认为电桥处于平衡态，这样会带来误差，因此引入电桥灵敏度的概念：S= ΔIΔR x/R x或者S=ΔIΔR0/R0，由基尔霍夫定律推出的表达式：可知，电桥灵敏度S与电源电压的大小E、直流数显微电流计的电流常量K和内阻R g、桥臂电阻，四臂电压关系有关。
由此式可见适当提高电源电压的大小E，选择适当小的电流常量K和内阻R g的直流数显微电流计，适当减小桥臂电阻（R a+R b+R0+R x），尽量将桥臂配置成均压状态。
但具体情况具体方法，兼顾考虑倍率C和灵敏度S的选择。
6.什么是换臂法：C=1时，将Ra 与 Rb 交换可以完全消除倍率C的误差。
两次平衡臂数据分别为R0'和R0''，则R x=√R0′·R0′′≈12(R0′+R0′′)三. 操作步骤：1.测量未知电阻R1（约1200Ω）及S1(1)连接电路，选择Ra=100Ω Rb =100Ω（则C=1），连接电阻箱最大阻值范围，并将其阻值调制最大值。
(2)将支流数显微电流计调零校准。
(3)将电源电压从0调至合适电压（1~3V），按开关观察直流数显微电流计是否超量程，判断电路连接是否有误，无误则开始测量，调节电阻箱至直流数显微电流计示数为0，达到电桥平衡，记下电阻箱示数R0。
直流单臂电桥实验报告
直流单臂电桥实验报告直流单臂电桥实验报告引言：直流单臂电桥是一种常用的电子测量仪器，用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。
本实验旨在通过搭建直流单臂电桥电路，并进行相关测量，来了解电桥的原理和应用。
一、实验目的1. 了解直流单臂电桥的工作原理；2. 学会搭建直流单臂电桥电路；3. 掌握使用直流单臂电桥测量电阻、电容和电感等元件参数的方法。
二、实验原理直流单臂电桥是由电源、电阻、电容、电感和测量仪器等组成的电路。
其工作原理是通过调节电桥电路中的电阻、电容或电感，使得电桥平衡，即电桥两侧电压相等。
在平衡状态下，可以根据电桥中的元件参数计算出待测元件的参数。
三、实验步骤1. 搭建直流单臂电桥电路：将电源正极连接至电阻R1，电源负极连接至电阻R2，电容C和电感L分别连接至R1和R2的中点，测量仪器连接至R1和R2的两端。
2. 调节电桥电路：通过调节电阻R1和R2的阻值，使得电桥两侧电压相等，达到平衡状态。
3. 测量电阻：在平衡状态下，记录下电阻R1和R2的阻值，根据电桥平衡条件可计算出待测电阻的阻值。
4. 测量电容：将待测电容连接至R1和R2的中点，调节电桥电路使得平衡，记录下电容C的值。
5. 测量电感：将待测电感连接至R1和R2的中点，调节电桥电路使得平衡，记录下电感L的值。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的电阻、电容和电感的数值可以用于进一步分析。
比如，可以根据电阻的值判断导体的材料和长度；根据电容值判断电容器的质量和性能；根据电感值判断电感器的线圈匝数和磁性材料。
五、实验总结本实验通过搭建直流单臂电桥电路，实现了对电阻、电容和电感等元件参数的测量。
通过实验，我们深入了解了直流单臂电桥的工作原理，掌握了搭建电桥电路和测量电阻、电容和电感的方法。
这些知识和技能对于电子工程师和科研人员在实际工作中具有重要意义。
六、实验改进与展望在实验过程中，我们可以进一步改进实验方法，提高测量的精度和准确性。
同时，可以拓展实验内容，探索更多电桥的应用，如交流电桥、无源电桥等，以及在电子领域的其他实际应用。
实验1 金属箔式应变片单臂电桥性能实验
实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验
一、实验目的：
比较单臂电桥与全桥的不同性能,了解单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理：
将全桥桥的三个邻边用固定电阻替代, 只用一片应变片工作，电桥输出灵敏度进一步降低，非线性进一步增大。
桥路输出电压U03=EK/4ε，比全电桥灵敏度降低1/4。
三、需用器件与单元：
同上
四、注意事项：
1）务必保持Rw1，Rw2, Rw3 ,Rw4不变。
2) 单臂电桥调零时数显电压表需从20V档逐步换成2V档。
五、实验步骤：
1) 保持实验十四过程,取下5只砝码，抬起应变式传感器R2, R3开关, 将应变式传感器接成单臂电桥，调Rw5使数显电压表指示应为零, 务必保持Rw1，Rw2, Rw3 ,Rw4不变。
2）每加1只砝码，记下电压表读数，填入表8：（也可用特性实验PC数据采集软件操作）。
表8：
3）作出V---G曲线，计算灵敏度S和非线性误差δ.
4）与全桥作一对比，有何关系？。
应变片单臂桥实验报告
一、实验目的1. 理解应变片的工作原理和特性。
2. 掌握应变片单臂电桥的构成和原理。
3. 通过实验验证应变片单臂电桥的线性度、灵敏度等性能指标。
4. 学习应变片在力学测量等领域的应用。
二、实验原理应变片是一种将机械应变转换为电阻变化的传感器。
其基本原理是，当应变片受到外力作用时，其长度、截面积和电阻率发生变化，从而导致电阻值发生变化。
应变片单臂电桥是利用应变片将机械应变转换为电阻变化，并通过电桥电路放大并转换为电压信号的一种测量方法。
实验中使用的应变片为金属箔式应变片，其电阻值随应变的变化而变化。
单臂电桥电路由应变片、电阻R1、R2、R3和直流电源E组成。
当应变片受到拉伸或压缩时，其电阻值发生变化，导致电桥电路的输出电压发生变化。
三、实验仪器与设备1. 金属箔式应变片2. 单臂电桥电路3. 直流电源4. 数字电压表5. 静态拉伸装置6. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 将应变片粘贴在静态拉伸装置上，确保粘贴牢固。
2. 按照电路图连接应变片单臂电桥电路，将应变片作为电桥的一个桥臂，其余三个桥臂由电阻R1、R2、R3组成。
3. 打开直流电源，调节电源电压至合适值。
4. 使用数字电压表测量电桥输出电压。
5. 逐渐增加拉伸装置的拉伸力，记录应变片电阻值和电桥输出电压的变化。
6. 将实验数据输入计算机，使用数据采集软件进行数据处理和分析。
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电桥输出电压的关系曲线。
根据曲线斜率，计算应变片单臂电桥的线性度。
实验结果表明，应变片单臂电桥具有良好的线性度。
2. 灵敏度分析根据应变片电阻值的变化量，计算电桥输出电压的变化量。
根据变化量，计算应变片单臂电桥的灵敏度。
实验结果表明，应变片单臂电桥具有较高的灵敏度。
3. 温度特性分析在实验过程中，对应变片单臂电桥的温度特性进行观察。
实验结果表明，应变片单臂电桥的温度特性较好，输出电压随温度的变化较小。
单臂电桥性能实验
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、万用表
四 实验内容与步骤：
1 用万用表测量应变式传感器模块上R1、R2、R3、 R4的电阻值，验证各个电阻值是否相等； 2 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；
3 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
4 按图接线，调整RW1，使数显表显示为0
R1 R2 R3 R4
R5
R1 接差放
R6 R8 +5v RW1
R7
-5v
5 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 请计算单臂电桥的灵敏度 S= Δ U／Δ M 2 请绘制传感器此时的线性曲线
U/mv
0
M/g
实训一 单臂电桥性能实验
一 实验目的：
1 了解金属箔式应变片的应变效应； 2 掌握电阻应变式传感器测量电路的连接、 调试； 3 检测单臂电桥电路的工作原理和性能
二 实验原理：
根据电阻应变效应，金属应变片受到压力 后，会产生形变，改变其自身电阻。 将金属应变片作为电桥的一臂接入，利用电 桥的平衡特性来进行测量。
直流单臂电桥实验报告
直流单臂电桥实验报告一、实验原理：1.直流单臂电桥适用范围：直流单臂电桥主要是用来测量中等阻值（10~105Ω）电阻的。
2.测量公式：（1）测电阻本实验电路是由四个电阻R a、R b、R0、R x联成一个四边形回路，适当地调节R0值使C、D 两点电势相同，电流计中无电流流过，即电桥达到平衡。
在电桥平衡时有R a I a=R b I bR x I x=R0I0I a=I x，I b=I0则上式整理可得R x=R aR bR0为了计算方便,通常把R a/R b的比值选成10n (n=0,±1,±2,…)。
令C=R a/R b,则R x=CR0可见电桥平衡时，由已知的R a、R b及R0值便可算出R x。
（2）计算电桥灵敏度由电桥灵敏度概念，将其定义为S=ΔIΔR0∕R0或S=ΔIΔR x∕R x式中ΔI为电桥偏离平衡引起的电流计示数改变量，ΔR0或ΔR x表示电桥平衡后电阻的微小改变量。
电桥灵敏度也可以由基尔霍夫定律给出：S=EK[(R a+R b+R0+R x)+(2+R bR0+R xR a)R g]式中K和R g为电流计的常量。
（3）待测电阻的相对误差由（2）中公式可直接得到：ΔR x R x =ΔIs（4）换臂法计算公式R x=√R0′R0′′≈12(R0′+R0′′)3.实验电路图：4.比例臂倍率如何适当选取：通过比较臂R0调节的有效位数多少来判断，R0调节的有效位数越多，C的选取越恰当。
比如：给定一个四旋钮电阻箱（调节范围为1~9999Ω），如果待测电阻阻值大约为230Ω，代入为了使R0调节电桥由非平衡态达到平衡态的位数最多，即四个旋钮都用上，需选取倍率为0.1。
再例如若待测电阻R x≈1200Ω，电阻箱为四旋钮电阻箱（调节范围为1~9999Ω），仅当选取倍率C为1时四个旋钮才都可以用上，故倍率选取为1。
给出一般结论则为：应选倍率为电阻箱最大有效位数与待测电阻所占位数之差的倒数。
实验一 单臂电桥性能实验
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、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。
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：式中为电阻丝电阻的相对变化，为应变灵敏系数，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的受力状态变化，电桥的作用是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。
单臂电桥输出电压O1。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、数显表（主控台上电压表）、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。
四、实验步骤：1、检查应变传感器的安装根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R1、R2、R3、R4。
加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，各应变片初始阻值R1= R2= R3= R4=350Ω，加热丝初始阻值为50Ω左右。
2、差动放大器的调零首先将实验模块调节增益电位器Rw3顺时针到底（即此时放大器增益最大。
然后将差动放大器的正、负输入端相连并与地短接，输出端与主控台上的电压表输入端Vi相连。
检查无误后从主控台上接入模块电源±15V以及地线。
合上主控台电源开关，调节实验模块上的调零电位器Rw4，使电压表显示为零（电压表的切换开关打到2V档）。
关闭主控箱电源。
（注意： Rw4的位置一旦确定，就不能改变，一直到做完实验为止）3、电桥调零适当调小增益Rw3（顺时针旋转3-4圈，电位器最大可顺时针旋转5圈），将应变式传感器的其中一个应变片R1（即模块左上方的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，其中模块上虚线电阻符号为示意符号，没有实际的电阻存在），按图1-2完成接线，接上桥路电源±4V（从主控箱引入），同图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图时，将模块左上方拨段开关拨至左边“直流”档（直流档和交流档调零电阻阻值不同）。
单臂电桥实验报告
单臂电桥实验报告嘿，各位小伙伴们，今儿咱们来聊聊那个挺有意思的单臂电桥实验，就像咱们小时候搭积木，不过这次搭的是电子积木，还带点科学范儿呢！一开头，你得先有个大概的蓝图，心里得有个数，这电桥实验到底是干啥的。
简单来说，它就像是电路世界里的“平衡木”，咱们得通过调整各种参数，让电流在电路里“走”得稳稳当当，不偏不倚。
这过程，既考验你的细心，也考验你的耐心，就像是在玩一场精细的电子游戏。
一、实验前的热身运动1.1 准备工作得做足，就像运动员上场前要热身一样。
你得把实验器材一一摆好，万用表、电源、电阻箱，还有那条关键的单臂电桥，都得是精神抖擞的状态。
1.2 接着，你得熟悉一下这些“小伙伴”的脾气秉性，比如电阻箱的旋钮怎么转，万用表怎么读数，这些都得心里有数。
别到时候手忙脚乱，把实验台整成了“战场”。
二、正式开干，搭建电桥2.1 搭建电桥这一步，就像是搭积木，但得搭得精准无误。
你得按照实验指导书上的步骤，一步步来，不能偷工减料，也不能急于求成。
2.2 在这个过程中，你可能会遇到一些“小插曲”，比如电阻值调不准，电流读数不稳定。
这时候，别急，深呼吸，慢慢来。
你可以试着换个思路，或者请教一下旁边的“老司机”，他们或许能给你指点迷津。
2.3 当电桥终于搭建完成，电流在电路里顺畅地流动时，那种成就感，简直比吃了蜜还甜。
这时候，你可以稍微放松一下，但别忘了记录下实验数据，这可是你辛勤劳动的见证。
三、数据分析与总结3.1 数据分析这一步，就像是侦探破案，你得从一堆数据中找出规律，找出真相。
你可以通过比较不同电阻值下的电流读数，来观察电桥的变化规律。
3.2 在这个过程中，你可能会发现一些有趣的现象，比如电阻值变化一点点，电流读数就会大变样。
这时候，你可以试着用你学过的知识来解释这些现象，或者提出自己的猜想。
3.3 最后，别忘了总结一下这次实验的经验和教训。
比如哪些步骤容易出错，哪些技巧可以提高实验效率。
这些经验和教训，都是你宝贵的财富，以后做实验时都能用得上。
单臂电桥测电阻实验报告
单臂电桥测电阻实验报告一、实验目的1、掌握单臂电桥测量电阻的原理和方法。
2、学会使用滑线式惠斯通电桥测量中值电阻。
3、了解电桥灵敏度的概念及提高电桥灵敏度的方法。
二、实验原理1、单臂电桥（惠斯通电桥）的原理单臂电桥是一种比较式测量仪器，其原理是基于电桥平衡时，对臂电阻乘积相等。
设四个电阻 R1、R2、Rx 和 Rs 连成四边形，每一边称为电桥的一个臂。
在一对角线节点间接上电源，在另一对角线节点间接上检流计，形成如图 1 所示的电路。
当检流计中无电流通过时，即B、D 两点电位相等，电桥达到平衡。
此时有：＼＼frac{R_1}｛R_2} ＝＼frac{R_x}｛R_s}＼可得待测电阻 Rx 的值为：＼R_x ＝＼frac{R_1}｛R_2} R_s＼2、电桥灵敏度电桥灵敏度定义为：＼S ＝＼frac{＼Delta n}｛＼frac{＼Delta R_x}｛R_x}｝＼其中，Δn 为检流计偏转的格数，ΔRx 为电阻 Rx 的改变量。
电桥灵敏度越高，表示电桥对电阻变化的反应越灵敏。
三、实验仪器1、直流电源2、滑线式惠斯通电桥3、检流计4、待测电阻5、标准电阻6、导线若干四、实验步骤1、仪器连接按照实验电路图连接好电路，注意电源、检流计、电阻等的正负极连接要正确。
2、调整比例臂根据待测电阻的估计值，选择合适的比例臂 R1 和 R2 的比值，使Rs 尽量接近 Rx 的估计值。
3、粗调平衡接通电源，调节 Rs 的值，使检流计指针接近零位，此时电桥接近平衡。
4、细调平衡进一步微调 Rs 的值，使检流计指针指零，此时电桥达到平衡。
5、测量并记录数据记录 R1、R2 和 Rs 的值，根据公式计算出 Rx 的值。
6、改变 Rs 的值，测量电桥灵敏度在电桥平衡的基础上，稍微改变 Rs 的值，记录检流计指针偏转的格数，计算电桥灵敏度。
7、重复测量改变比例臂，重复上述步骤，测量多组数据，求 Rx 的平均值。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录表格｜测量次数｜ R1（Ω）｜ R2（Ω）｜ Rs（Ω）｜ Rx（Ω）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜2、数据处理根据公式＼（R_x ＝＼frac{R_1}｛R_2} R_s\），计算出每次测量的 Rx 值，然后求平均值。
单臂电桥性能 实验报告
单臂电桥性能实验报告单臂电桥性能实验报告摘要：本实验旨在研究和分析单臂电桥的性能特点。
通过实验测量，我们探究了单臂电桥在不同条件下的工作特性，并对其性能进行了评估。
实验结果表明，单臂电桥具有较高的灵敏度和稳定性，适用于测量小阻值和温度变化的应用。
1. 引言单臂电桥是一种常见的电路配置，广泛应用于测量和检测领域。
它由一个电阻和一个电位器组成，通过调节电位器的值，可以改变电桥的平衡状态，从而实现对电阻值的测量。
本实验旨在探究单臂电桥的性能特点，为实际应用提供参考。
2. 实验装置和方法本实验采用了一台电桥实验仪和一组标准电阻进行测量。
首先，将电桥实验仪连接到电源，并将标准电阻连接到电桥的电阻和电位器端口。
然后，通过调节电位器的值，使电桥达到平衡状态，并记录下电位器的位置和电桥的输出电压。
重复测量多组数据，以获得准确的结果。
3. 实验结果与分析通过实验测量，我们得到了一组关于电位器位置和输出电压的数据。
根据这些数据，我们可以绘制出电位器位置与输出电压之间的关系曲线。
实验结果显示，当电位器位置接近某个特定值时，电桥的输出电压达到最小值，即平衡状态。
这个特定值对应着标准电阻的阻值。
进一步分析发现，单臂电桥具有较高的灵敏度和稳定性。
当标准电阻的阻值发生微小变化时，电桥的输出电压会有相应的变化，因此可以用来测量小阻值。
此外，单臂电桥在不同温度下的工作也表现出较好的稳定性，适用于测量温度变化的应用。
4. 实验误差和改进在实验过程中，我们注意到一些误差可能会影响测量结果的准确性。
首先，由于电桥实验仪和标准电阻本身存在一定的误差，所以测量结果可能会有一定的偏差。
其次，由于环境温度的变化，电桥的输出电压也会发生一定的漂移。
为了减小误差并提高测量的准确性，可以采取以下改进措施。
首先，选择更高精度的电桥实验仪和标准电阻，以减小仪器本身的误差。
其次，控制实验环境的温度变化，可以使用恒温器或者在实验室中保持稳定的温度。
此外，进行多次重复测量，并取平均值，可以进一步提高测量的准确性。
单臂电桥测电阻实验报告
单臂电桥测电阻实验报告1. 实验目的嘿，大家好！今天咱们来聊聊单臂电桥测电阻的实验。
你们知道的，电阻就像电流的小绊脚石，越大越难走，而我们这次的任务就是找出它的“身价”。
简单来说，实验的目的就是通过单臂电桥这种神奇的工具，来精确测量未知电阻的值。
听起来是不是有点高大上？别担心，咱们慢慢来，一步一步走。
2. 实验原理2.1 电桥的工作原理你可能会问，单臂电桥到底是个什么玩意儿？简单来说，它就是一个能帮助我们找出电阻的设备，像是个电流的侦探，专门来侦查那些“藏得深”的电阻。
它的工作原理是基于电流的分流和分压，通过调节电桥的两个臂，使得电流的比例达到平衡。
到时候，我们只需根据这个平衡状态，就能算出未知电阻的值，简直是太方便了！2.2 设备组成设备主要分成几个部分：电源、可调电阻、标准电阻、以及电流计。
听上去可能有点复杂，但实际操作的时候，你会发现这些设备就像是你厨房里的各种调料，各有各的用处，合起来才能做出一顿美味的“电阻大餐”。
3. 实验步骤3.1 准备工作首先，咱们得把所有设备都准备齐全，像是准备去打猎的猎人，装备不能少。
把电桥、标准电阻、电流计一一连接好，电源也得接上。
这里有个小贴士：连接的时候要仔细点，别把线搞混了，不然实验结果可能会让你哭笑不得。
3.2 调整电桥连接完毕后，就进入了实验的高潮部分！打开电源，然后慢慢调节可调电阻。
这个过程就像是在弹吉他，调音得细心，才能发出好听的旋律。
每调一调，就得看看电流计的指针，找个平衡点。
哎，这个平衡点可不容易找，得小心翼翼，不能急。
一旦找到那个“心跳”的平衡点，咱们就可以根据电桥的公式计算出未知电阻的值了。
说实话，看到那串数字的时候，心里那个高兴啊，仿佛自己中了彩票！4. 实验结果与讨论经过一番折腾，我们得出了电阻的值。
看着这个数字，真是如释重负。
通过这次实验，我不仅学到了如何用单臂电桥测电阻，还感受到了一种成就感，仿佛自己在科学的海洋里遨游，捞到了“珍珠”。
_应变片单臂电桥性能实验
周康海洋技术1121班学号：201212922132实验一应变片单臂电桥性能实验一、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：（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)4）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。
3、贴片式应变片应用在贴片式工艺的传感器上普遍应用金属箔式应变片，贴片式半导体应变片（温漂、稳定性、线性度不好而且易损坏）很少应用。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出半导体电阻应变薄膜（扩散出敏感栅），制成扩散型压阻式（压阻效应）传感器。
实验一 电阻式传感器的单臂电桥性能实验
实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验1、实验目的本实验旨在通过单臂电桥测量电阻式传感器的电阻值，了解电桥的基本原理和性能。
2、实验原理电桥是一种可以测量未知电阻的电路。
电桥由四个电阻组成，其中三个为已知电阻，可以通过调节未知电阻的大小来使电桥的两端电势相等，从而测量未知电阻。
为了保证电桥的灵敏度和稳定性，一般要求电桥的比率阻抗为1。
3、实验器材（1）电阻箱（2）电阻式传感器（3）直流电源（4）万用表（5）导线4、实验步骤（1）根据电路图连接电路，其中R1为已知电阻，R2为未知电阻，R3、R4为电阻箱，E为直流电源，V1、V2分别用万用表测量电桥两端的电势差。
（2）打开电源，调节电阻箱上的电位器，使电桥两端的电势差为0。
（3）记录R3、R4中的电阻值，计算未知电阻值R2= R3× （R1+R4）/（R4-R3）。
（4）改变未知电阻的值，重复上述步骤，得出不同未知电阻值下的电势差和电阻值。
5、实验注意事项（1）在连接电路时，要保证接线正确，避免短路或接错。
（2）在调节电桥平衡时，要慢慢调节电位器，避免过度调节。
（3）在测量电势差时，要注意不要接触电桥导线和量程，避免影响测量精度。
6、实验结果与分析根据测量结果，可以得出不同未知电阻值下的电势差和电阻值，通过对比不同电势差下的电阻值和未知电阻的实际电阻值，可以评估电桥的测量精度和稳定性。
7、实验结论本实验通过单臂电桥测量电阻式传感器的电阻值，了解电桥的基本原理和性能。
实验结果表明，通过调节电阻箱的电阻值，可以使电桥达到平衡状态，从而测量电阻式传感器的电阻值。
通过优化电桥的比率阻抗等参数，可以提高电桥的测量精度和稳定性。
单臂电桥实训报告书
实训报告书班别:_________姓名:_________学号：____成绩：__________实训课题：单臂电桥的使用实训目的：知道单臂电桥的结构，加深对电阻以及电阻盘的认识，知道测量电阻有哪些方法。
会用实验的方法，经历探究单臂电桥测量电阻的过程，进一步熟悉比较测量法。
实训器材：3——4人为一组，每组一台单臂电桥，电阻若干；学生电源实验台，万用表及其它常用电工工具等。
实训过程：一、单臂电桥的工作原理（如右图示）电阻R1、R2、R3和R4分别称作桥臂；R0称作桥电阻；桥电阻R0的支路称作桥支路。
在桥支路上可以串联检流计，用以检测桥支路是否有电流通过。
当桥支路上的电流为“0”的状态，称作电桥平衡。
电桥电路的平衡条件是：电桥相邻臂电阻的比值相等或相对臂电阻的乘积相等。
即：R1／R2= R3／R4 或R1 R4= R2 R3二、单臂电桥测量电阻的操作步骤①用万用表粗测被测电阻的大小，以便确定倍率；②检查电桥的电源电压是否正常，检流计的指针是否指零，若未指零，应进行机械调零；③用短导线将被测电阻连接在电桥的R X接线柱上；④根据被测电阻的粗测值，将倍率选择旋钮旋到适当的位置，确定倍率；⑤调节电桥平衡——先按下电桥的电源开关，接通电源。
然后按检流计按钮，根据检流计指针偏转情况，反复调接电阻盘旋钮；若检流计指针向“+”方向偏转，应增大比较臂的电阻（先调大电阻，后调小电阻），反之减小比较臂的电阻，直到检流计的指针指“0”为止；⑥读取数据——根据电桥平衡时，各电阻盘旋钮的位置和确定的倍率，计算被测电阻的大小；⑦测量完毕，先松开检流计按钮，然后松开电桥电源按钮，再拆下被测电阻，最后用金属片将检流计内接端子短接和将检流计锁扣锁上。
三、有关表格及测量结果表一：单臂电桥的倍率和有效量程表二：测量结果小结与练习:判断题：用电桥测量电阻的操作顺序是：测量时，先接通电桥电源，后接通检流计；测量完毕，应先断开检流计，后断开电桥电源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
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。
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：
εK R R =∆/
式中R R /∆为电阻丝电阻的相对变化，K 为应变灵敏系数，l l /∆=ε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的受力状态变化，电桥的作用是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。
单臂电桥输出电压U O14/εEK =。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、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块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R
2、R
3、R 4。
加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
2、接入模块电源±15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模块调节增益电位器Rw 3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的数显表电压输入端Vi 相连，调节实验模块上调零电位器Rw 4，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。
图1-1 应变式传感器安装示意图
3、将应变式传感器的其中一个应变片R 1（即模块左上方的R 1）接入电桥作为一个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥（R 5、R 6、R 7模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw 1，接上桥路电源±4V （从主控箱引入）如图1-2所示。
检查接线无误后，合上主控箱电源开关。
调节Rw 1，使数显表显示为零。
4、在电子秤上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到500g （或200g ）砝码加完。
记下实验结果填入表1-1，关闭电源。
表1-1 单臂电桥输出电压与加负载重量值
5、根据表1-1计算系统灵敏度S ，S=W u ∆∆/（u ∆输出电压变化量；W ∆重量变化量）计算线性误差：δf1=y m /∆ F •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：y F •S 满量程输出平均值，此处为500g 或200g 。
五、思考题：
单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可。
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图
实验二 金属箔式应变片——半桥性能实验
一、实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。
二、基本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。
当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uo 2=2/εEK 。
三、需要器件与单元：同实验一。
四、实验步骤：
1、传感器安装同实验一。
做实验（一）2的步骤，实验模块差动放大器调零。
2、根据图1-3接线。
R 1、R 2为实验模块左上方的应变片，注意R 2应和R 1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。
接入桥路电源±4V ，调节电桥调零电位器Rw 1进行桥路调零，实验步骤
3、4同实验一中
4、5的步骤，将实验数据记入表1-2，计算灵敏度S=W u ∆∆/，非线性误差δf2。
若实验时无数值显示说明R 2与R 1为相同受力状态应变片，应更换另一个应变片。
表1-2 半桥测量时，输出电压与加负载重量值
接主控箱电
源输出
接主控箱电源输出 接数显表
V i 地 图1-3 应变式传感器半桥实验接线图
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、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。