传感器实验报告材料(电阻应变式传感器)
电阻应变片压力传感器实验报告
电阻应变片压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器——实验报告院系:管理学院姓名:胡阳学号:PB12214074电阻应变式传感器实验内容1、自己设法确认各传感器的受力是拉伸还是压缩力,并用图示说明。
2、利用所提供的元件连接单臂电桥,桥电压由万用表给出,记下零点电压。
3、依次增加砝码,测量单臂电桥的m~U定标曲线。
有了定标曲线后,就作成了一台简易的电子秤。
提示:电子秤的量程约2公斤,请勿加载过重的物体,以免损坏应变片。
4、测量待测物体的质量。
5、连接全桥电路,重复1~3步。
6、比较电路的灵敏度。
7、实验总结数据处理:1.单臂,全桥的定标线(一)单臂电桥-52.6-52.7U/mV-52.9-53.0-53.1-53.20100200300400500m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -53.17155 0.00501B 0.00107 1.65553E-5------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99952 0.00692 6 0.0001(二)全桥:0.0530.0520.051U/V0.0490.0480100200300400500600m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.05271 2.06453E-5B -7.33992E-6 5.71108E-8------------------------------------------------------------R SD N P-------------------------------------------------------------0.99985 3.02908E-5 7 0.0001------------------------------------------------------------2、待测物体质量,比较两种电路灵敏度:单臂电桥:U= -53.17155 +0.00107 * m ; 待测物体电压:-52.57mV代入式子求得待测物体质量:m=562.20g全桥电路:U=0.05271 +(-7.33992E-6)* m;待测物体电压:0.0493V代入式子求得待测物体质量:m=464.58g单臂电桥S1=0.00107(mV/g)全桥电路S2=0.00734(mV/g)可知S3S2S1,即全桥电路的灵敏度高,单臂电桥的灵敏度低。
电阻应变式传感器实验报告
电阻应变式传感器实验报告电阻应变式传感器实验报告导言:电阻应变式传感器是一种常见的传感器类型,广泛应用于各个领域。
本实验旨在通过实际操作和数据收集,了解电阻应变式传感器的原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是通过测量电阻应变式传感器在不同应变下的电阻变化,了解其工作原理和特性。
同时,通过实验数据的处理,掌握电阻应变式传感器的灵敏度和线性范围。
二、实验器材和原理1. 实验器材:- 电阻应变式传感器- 电源- 电压表- 电流表- 变压器- 桥式电路- 数据采集仪2. 实验原理:电阻应变式传感器是利用材料在受力作用下产生应变,从而改变电阻值的原理。
当传感器受到外力作用时,其内部的应变片会产生应变,从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化,可以间接得到外力的大小。
三、实验步骤1. 将电阻应变式传感器连接到桥式电路中,调节桥臂上的电阻,使得桥路平衡。
2. 施加外力,使传感器产生应变。
3. 通过电压表和电流表测量桥路的电压和电流值。
4. 记录不同应变下的电压和电流值,并计算电阻值的变化。
四、实验数据处理1. 根据实验记录的电压和电流值,计算电阻值的变化。
2. 绘制电阻值与应变的关系曲线,分析其线性范围和灵敏度。
3. 根据实验结果,评估电阻应变式传感器的性能和适用范围。
五、实验结果和讨论根据实验数据处理的结果,我们可以得出电阻应变式传感器在不同应变下的电阻变化曲线。
通过分析曲线,我们可以确定其线性范围和灵敏度。
同时,我们还可以评估传感器的稳定性和精确度。
六、实验结论通过本实验,我们深入了解了电阻应变式传感器的工作原理和特性。
实验结果表明,电阻应变式传感器具有较好的线性范围和灵敏度,适用于各种测量场合。
然而,其稳定性和精确度仍需进一步改进。
七、实验总结本实验通过实际操作和数据处理,使我们对电阻应变式传感器有了更深入的认识。
同时,也让我们了解到传感器在实际应用中的一些局限性和改进方向。
通过不断的实验和研究,我们可以进一步提高传感器的性能和精确度,以满足不同领域的需求。
传感器检测实验报告
一、实验目的1. 了解传感器的基本原理和检测方法。
2. 掌握不同类型传感器的应用和特性。
3. 通过实验,验证传感器检测的准确性和可靠性。
4. 培养动手能力和分析问题的能力。
二、实验原理传感器是将物理量、化学量、生物量等非电学量转换为电学量的装置。
本实验主要涉及以下几种传感器:1. 电阻应变式传感器:利用应变片将应变转换为电阻变化,从而测量应变。
2. 电感式传感器:利用线圈的自感或互感变化,将物理量转换为电感变化,从而测量物理量。
3. 电容传感器:利用电容的变化,将物理量转换为电容变化,从而测量物理量。
4. 压电式传感器:利用压电效应,将物理量转换为电荷变化,从而测量物理量。
三、实验仪器与设备1. 电阻应变式传感器实验装置2. 电感式传感器实验装置3. 电容传感器实验装置4. 压电式传感器实验装置5. 数字万用表6. 示波器7. 信号发生器8. 振动台四、实验步骤1. 电阻应变式传感器实验(1)连接实验装置,确保电路连接正确。
(2)调整信号发生器输出频率和幅度,使振动台产生一定频率和幅度的振动。
(3)观察数字万用表和示波器显示的应变值和电压值。
(4)分析应变值和电压值之间的关系,验证电阻应变式传感器的检测原理。
2. 电感式传感器实验(1)连接实验装置,确保电路连接正确。
(2)调整信号发生器输出频率和幅度,使振动台产生一定频率和幅度的振动。
(3)观察数字万用表和示波器显示的电感值和电压值。
(4)分析电感值和电压值之间的关系,验证电感式传感器的检测原理。
3. 电容传感器实验(1)连接实验装置,确保电路连接正确。
(2)调整信号发生器输出频率和幅度,使振动台产生一定频率和幅度的振动。
(3)观察数字万用表和示波器显示的电容值和电压值。
(4)分析电容值和电压值之间的关系,验证电容传感器检测原理。
4. 压电式传感器实验(1)连接实验装置,确保电路连接正确。
(2)调整信号发生器输出频率和幅度,使振动台产生一定频率和幅度的振动。
应变式传感器实验报告
应变式传感器实验报告引言应变式传感器是一种广泛应用于工程实践和科学研究中的传感器。
它能够测量材料受到的应变变化,并将其转换为电信号输出。
本实验报告旨在通过实验验证应变式传感器的特性及其在实际应用中的可靠性。
实验目的•掌握应变式传感器的基本原理和工作方式;•理解应变式传感器的线性度、分辨率和灵敏度等性能指标;•通过实验验证应变式传感器的性能,并分析实验结果;•探索应变式传感器在不同应变水平下的反应特性。
实验器材和仪器•应变式传感器•桥式电路•电源•数字示波器•电阻箱•电缆和连接线实验步骤1.将应变式传感器固定在实验台上,保证其与测量物体的贴合度。
2.根据实验要求连接相应的电路,使用电缆和连接线将传感器与电源、数字示波器等设备连接好。
3.打开电源,调节电阻箱的电阻值,改变应变式传感器的工作状态。
4.使用数字示波器记录传感器输出的电信号,并进行数据采集。
5.分析所采集的数据,计算应变式传感器的线性度、分辨率和灵敏度等性能指标。
6.将实验结果进行整理和总结。
实验结果与分析1.实验数据记录:应变水平传感器输出电信号0 0V100微应变0.5V200微应变0.8V300微应变 1.2V400微应变 1.5V500微应变 2.0V2.根据实验数据绘制应变水平与传感器输出电信号之间的关系曲线。
通过曲线观察可得到传感器的线性度。
3.计算应变式传感器的分辨率,即传感器输出电信号的最小变化量。
4.计算应变式传感器的灵敏度,即传感器单位应变水平对应的电信号变化量。
5.根据实验结果分析应变式传感器的性能特点和适用范围。
结论通过本实验,我们深入了解了应变式传感器的工作原理,掌握了其性能指标的计算方法,并验证了其在实际应用中的可靠性。
应变式传感器具有良好的线性度、较高的分辨率和灵敏度,可以广泛应用于材料力学、结构工程和自动化控制等领域。
参考文献[1] G. R. Liu, and S. X. Han. “Strain Sensing Using Fiber Bragg Grating Sensors.” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 9(12), pp. 973-986, 2016.[2] T. D. Chung. “Electromechanical Impedance Sensors for Strain and Damage Detection.” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 11(7), pp. 495-509, 2018.。
电阻应变式传感器实验报告
电阻应变式传感器实验报告
实验目的:
1. 了解电阻应变式传感器的工作原理
2. 掌握使用电阻应变式传感器进行力的测量的方法
3. 学习利用电阻应变式传感器测量应变和转换为电信号的过程
实验器材:
1. 电阻应变式传感器
2. 力传感器
3. 电源
4. 模数转换器
5. 电压计
实验步骤:
1. 搭建实验电路,将电源与电阻应变式传感器、模数转换器和电压计连接起来。
2. 将电阻应变式传感器安装在测量目标上,如测量弹簧的伸缩变化。
3. 通过调整电源的电压,使电阻应变式传感器的输出电压适合模数转换器的输入范围。
4. 通过读取电压计上的电压数值,记录下电阻应变式传感器输出的电压。
5. 通过改变测量目标的力大小,观察电阻应变式传感器输出电压的变化。
实验结果:
1. 根据实验数据计算出电阻应变式传感器的灵敏度。
2. 绘制出电阻应变式传感器输出电压与力大小的关系曲线。
3. 根据曲线上的数据点,计算出力与电阻应变式传感器输出电压之间的线性关系。
实验分析:
1. 分析电阻应变式传感器的工作原理,解释实验结果。
2. 探讨电阻应变式传感器的优缺点,以及其在实际应用中的使用场景。
结论:
通过实验,我们成功地使用电阻应变式传感器进行了力的测量,并了解了电阻应变式传感器的工作原理和应用。
我们还计算了电阻应变式传感器的灵敏度,并绘制了力和电压之间的关系曲线。
实验结果表明,电阻应变式传感器在测量力方面具有较高的精度和稳定性,适用于各种应用领域。
传感器实验报告
传感器实验报告传感器实验实验⼀、电阻应变⽚传感器1.实验⽬的(1) 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。
(2) 了解半桥的⼯作原理,⽐较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点(3) 了解全桥测量电路的原理及优点。
(4) 了解应变直流全桥的应⽤及电路的标定。
2.实验数据整理与分析由以上两趋势图可以看出,其中⼀个20.9997R =,另⼀个20.9999R =,两个的线性都较好。
其中产⽣⾮线性的原因主要有:(1)04x R e e R R ?=+?,0e 和R ?并不成严格的线性关系,只有当0R R ?<<才有04x Re e R=,所以理论上并不是绝对线性的,总会出现⼀些⾮线性。
(2)应变⽚与材料的性能有关,这也可能产⽣⾮线性。
(3)实验中外界因素的影响,包括外界温度之类的影响。
为什么半桥的输出灵敏度⽐单臂时⾼出⼀倍,且⾮线性误差也得到改善?答:单臂:04x R e e R ?=半桥:1201()2x R R e e R R ??=-灵敏度公式:U S W=;所以半桥测量时是单臂测量的灵敏度的两倍。
0k 受电阻变化影响变得很⼩改善了⾮线性误差。
3.思考题a .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。
解:邻边 b .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。
解:(1)(2)(3)。
c .全桥测量中,当两组对边(R1、R3为对边)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。
解:(1)d .某⼯程技术⼈员在进⾏材料拉⼒测试时在棒材上贴了两组应变⽚,如何利⽤这四⽚电阻应变⽚组成电桥,是否需要外加电阻。
解:可组成全路电桥实验⼆差动变压器1.实验⽬的(1)了解差动变压器的⼯作原理和特性(2)了解三段式差动变压器的结构(3)了解差动变压零点残余电压组成及其补偿⽅法(4)了解激励频率低差动变压器输出的影响2.实验数据整理与分析实验A中产⽣⾮线性误差的原因:(1)存在零点残余电压(2)零点附近波动较⼤(3)读数时的⼈为误差分析产⽣零点残余电压的原因,对差动变压器的性能有哪些不利影响。
电阻应变式传感器实验报告资料
电阻应变式传感器实验报告资料
摘要
电阻式应变传感器(Resistive Strain Gage,RSG)是一种能够产生电阻变化的应变测试仪, 它可以检测外界物体表面变化的微弱变化。
本实验是用RSG测量分摊在不同类型材料上的负荷,以及测得不同应变率特性下材料抗拉强度和塑性性质。
一、实验原理
电阻式应变传感器主要原理是使用离散的电阻形成一组电路,当材料受外力变形时,表面的电阻发生变化,这种变化通过电路放大器连接到计算机上,从而记录应变变化值。
二、实验装置
实验装置由负载系统、传感器系统、圆柱体标准物体和电路放大器组成。
负载系统是一体式设计,由电机和脉冲输入装置协调运行而实现负载控制,传感器系统负责测量不同负载下应变量,而电路放大器可以放大传感器信号后输入计算机。
三、实验结果
1、应变图:实验将传感器安装于不同的标准物体上,根据负载、应变值范围和读数精度等参数设定,完成了不同类型标准物体的应变测量,获得了可靠的应变数据和应变图(如图1)。
2、材料抗拉强度和塑性性质:根据实验获取的应变数据,结合材料相关理论,可以计算出该材料抗拉强度及塑性性质,详细数据见表1。
四、结论
本实验使用电阻应变传感器,在不同类型材料上测量了负载和应变特性,获得了可靠的应变图和抗拉强度和塑性性质的实验数据。
传感器实验报告(电阻应变式传感器)
传感器技术实验报告院(系)机械工程系专业班级姓名同组同学实验时间 2014 年月日,第周,星期第节实验地点单片机与传感器实验室实验台号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、实验仪器:应变传感器实验模块、托盘、砝码(每只约20g)、、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表(自备)。
三、实验原理: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组件,如图1-1所示,四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。
图1-1通过这些应变片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,如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压εk E R RR R R E U 4R 4E 21140=∆⋅≈∆⋅+∆⋅= (1-1) E 为电桥电源电压,R 为固定电阻值,式1-1表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为%10021L ⋅∆⋅-=RR γ。
四、实验内容与步骤1.图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R 1、R 2、R 3、R 4上,可用万用表测量判别,R 1=R 2=R 3=R 4=350Ω。
2.从主控台接入±15V 电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端U i 短接,输出端Uo 2接数显电压表(选择2V 档),调节电位器Rw 3,使电压表显示为0V ,Rw 3的位置确定后不能改动,关闭主控台电源。
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图3.将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R 1)接入电桥与R 5、R 6、R 7构成一个单臂直流电桥,见图1-2,接好电桥调零电位器Rw 1,直流电源±4V (从主控台接入),电桥输出接到差动放大器的输入端U i ,检查接线无误后,合上主控台电源开关,调节Rw 1,使电压表显示为零。
应变片式电阻传感器实验报告
应变片式电阻传感器实验报告
一、实验目的
本次实验的主要目的是通过对应变片式电阻传感器的实验研究,掌握其工作原理以及应用技术,进一步加深对电阻传感器的了解和掌握。
二、实验原理
应变片式电阻传感器是一种利用应变片电阻变化来检测物体变形的传感器。
当物体受到外力作用时,会发生应变,应变片的电阻值也会相应地发生变化。
通过利用测量电桥的原理,可以精确地检测出应变片的电阻值变化,从而得到物体受力情况的参数。
三、实验步骤
1.将应变片式电阻传感器连接到电桥电路上,调整电压和电流的大小。
2.将被测物体放在应变片式电阻传感器上,施加不同大小的外力,记录下应变片电阻值的变化。
3.根据实验数据,进行数据分析和处理,得到物体受力情况的参数。
四、实验结果
通过实验数据的采集和处理,我们得到了物体受力情况的各项参数。
实验结果表明,应变片式电阻传感器具有高灵敏度、高精度、高可靠性等优点,在物体受力测试和工业自动化控制领域有着广泛的应
用前景。
五、实验结论
本次实验通过对应变片式电阻传感器的研究和测试,我们了解了其工作原理和应用技术,掌握了其在物体受力测试和工业自动化控制领域的应用前景。
同时,我们也发现了一些问题和不足之处,需要进一步加以完善和改进。
六、实验心得
本次实验让我更加深入地了解了电阻传感器的工作原理和应用技术,同时也提高了我的实验操作能力和数据处理能力。
通过本次实验,我也发现了一些需要进一步改进和完善的地方,希望能在今后的学习和实践中继续加以改进和提高。
传感器系列实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解传感器的基本原理和分类。
2. 掌握常见传感器的工作原理和特性。
3. 学会传感器信号的采集和处理方法。
4. 提高实验操作能力和数据分析能力。
二、实验设备与器材1. 传感器实验平台2. 数据采集卡3. 信号发生器4. 示波器5. 计算机及相应软件6. 传感器:热敏电阻、霍尔传感器、光电传感器、电容式传感器、差动变压器等三、实验内容及步骤1. 热敏电阻实验(1)目的:了解热敏电阻的工作原理和特性。
(2)步骤:1. 将热敏电阻连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集热敏电阻的输出信号。
3. 使用示波器观察热敏电阻输出信号的波形和幅度。
4. 分析热敏电阻输出信号与温度的关系。
2. 霍尔传感器实验(1)目的:了解霍尔传感器的工作原理和特性。
1. 将霍尔传感器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集霍尔传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察霍尔传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析霍尔传感器输出信号与磁场强度的关系。
3. 光电传感器实验(1)目的:了解光电传感器的工作原理和特性。
(2)步骤:1. 将光电传感器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集光电传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察光电传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析光电传感器输出信号与光照强度的关系。
4. 电容式传感器实验(1)目的:了解电容式传感器的工作原理和特性。
(2)步骤:1. 将电容式传感器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集电容式传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察电容式传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析电容式传感器输出信号与电容变化的关系。
5. 差动变压器实验(1)目的:了解差动变压器的工作原理和特性。
1. 将差动变压器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
传感器实验报告(电阻应变式传感器)
传感器实验报告(电阻应变式传感器)
本次实验是针对电阻应变式传感器的实验,主要内容是对其结构和特性的研究。
电阻应变式传感器是一种采用变截面结构的电阻式传感器,它的材料可以做驱动电阻
变化,具有良好的特性和稳定性。
它的特征是:电阻值能够随外加应力变化而发生变化,
进而影响示值输出;电阻值随外加应力变化而发生变化,因而影响应变传感器的响应时间;采用变截面结构,使得结构紧凑,容易携带;可以非接触式监测应变,可以正确反映应变
状态;操作流程简单,易于实施。
实验流程包括以下几个方面:首先,进行电阻应变式传感器的安装;其次,用多频比
较仪测量传感器的电阻值;然后,为传感器施加恒定外力,测量其变化情况;最后,根据
测试结果绘制出静态变化曲线,用来分析电阻应变式传感器的特性。
实验结果表明,传感器的电阻随外加应力的变化而发生变化,而且变化趋势较为明显。
实验结果表明,传感器在静止应力下的电阻值较大,而当外加的应力不断增加时,传感器
的电阻值也会随之减小,当应力达到一定大小时,电阻值就会稳定在一个较小的值上。
结
果表明,电阻应变式传感器是可靠的,具有良好的特性和稳定性,能够满足各种应用要求。
本次实验对电阻应变式传感器的结构和特性进行了系统性研究,得出了正确的测试结果。
实验表明,电阻可靠,表现出很好的特性和稳定性。
由此可知,电阻应变式传感器是
一种可靠的传感器,具有工作稳定、成本低的特点,可用于各种不同的应用领域,从而满
足应用要求。
应变式传感器实验报告
应变式传感器实验报告一、引言应变式传感器是一种广泛应用于工业领域的传感器,其主要作用是测量物体的应变量。
本实验旨在通过实验操作和数据分析,深入了解应变式传感器的原理、性能和应用。
二、实验原理1. 应变式传感器的原理应变式传感器是利用金属材料受力时会产生形变而引起电阻值的变化,从而转化成电信号输出。
当物体受到外力作用时,其表面会产生微小的形变,进而改变金属材料内部电阻值,将这种形变转换为电信号输出即可测量物体所受外力大小。
2. 实验仪器与材料(1)多功能测试仪(2)应变片(3)导线3. 实验步骤(1)将应变片粘贴在被测物体表面,并固定好。
(2)将多功能测试仪连接到计算机上,并打开相应软件。
(3)通过测试仪对被测物体施加不同大小的外力,并记录下相应的电信号输出值。
(4)根据实验数据计算出被测物体所受外力大小。
三、实验结果与分析1. 实验数据记录表外力大小(N)电信号输出值(mV)0 010 2.520 5.130 7.840 10.22. 数据分析从实验数据中可以看出,随着被测物体所受外力的增加,其电信号输出值也随之增加,呈现出一定的线性关系。
通过对实验数据进行拟合,可以得到应变式传感器的灵敏度和线性误差等性能指标。
四、实验结论与建议1. 实验结论本实验通过对应变式传感器的原理和性能进行了深入了解,并通过实验操作和数据分析验证了其可靠性和准确性。
应变式传感器在工业领域有着广泛的应用前景。
2. 实验建议(1)在实验过程中要注意被测物体表面必须平整光滑,并且应变片固定牢固。
(2)在进行数据分析时要注意选择合适的拟合方法,并对误差进行修正。
(3)在使用多功能测试仪时要仔细阅读说明书,并按照说明书操作。
五、参考文献[1] 王志勇, 马海彬, 陈明,等. 应变式传感器原理及其应用[J]. 传感器与微系统, 2010(4):1-4.[2] 黄华, 郑海峰. 应变式传感器的原理及应用[J]. 电气自动化,2012(5):25-27.。
传感器实验报告(电阻应变式传感器)
传感器技术实验报告院(系)机械工程系专业班级姓名同组同学实验时间 2014 年月日,第周,星期第节实验地点单片机与传感器实验室实验台号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、实验仪器:应变传感器实验模块、托盘、砝码(每只约20g)、、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表(自备)。
三、实验原理: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组件,如图1-1所示,四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。
图1-1通过这些应变片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,如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压εk E R RR R R E U 4R 4E 21140=∆⋅≈∆⋅+∆⋅= (1-1) E 为电桥电源电压,R 为固定电阻值,式1-1表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为%10021L ⋅∆⋅-=RR γ。
四、实验内容与步骤1.图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R 1、R 2、R 3、R 4上,可用万用表测量判别,R 1=R 2=R 3=R 4=350Ω。
2.从主控台接入±15V 电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端U i 短接,输出端Uo 2接数显电压表(选择2V 档),调节电位器Rw 3,使电压表显示为0V ,Rw 3的位置确定后不能改动,关闭主控台电源。
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图3.将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R 1)接入电桥与R 5、R 6、R 7构成一个单臂直流电桥,见图1-2,接好电桥调零电位器Rw 1,直流电源±4V (从主控台接入),电桥输出接到差动放大器的输入端U i ,检查接线无误后,合上主控台电源开关,调节Rw 1,使电压表显示为零。
应变片电阻式传感器测压力实验报告
应变片电阻式传感器测压力实验报告
本实验利用电阻式变形片式压力传感器实现压力测量,测试设备包括传感器本体和信号测量读写装置,使用液压系统模拟出不同的压力以检测传感器的可靠性和性能。
实验用于准备的参数如下:
实验仪器:电阻式变形片式压力传感器、液压系统用于生成压力,及信号测量读写装置。
环境条件:常温下(25摄氏度),湿度50%。
压力参数:-0.20 MPa、3.0 MPa、6.0 MPa和8.0 MPa。
实验流程如下:
1.首先根据技术参数定义好传感器连接线,并将传感器连接到信号测量读写装置;
2.安装液压系统,使用液压力源精确生成所需要检测的压力标准值;
3.使用信号测量读写装置连接传感器,使用软件设定不同的压力标准值进行测量;
4.将压力标准值与测量值进行对比以确定传感器的准确性;
5.统计实验数据,生成测试报告。
根据上述实验参数,在常温下,电阻式变形片式压力传感器测得的压力值与液压系统生成的压力值完全相符,经过检测没有发现较大差异,可认为压力传感器性能稳定有效。
通过以上实验,我们可以了解电阻式变形片式压力传感器的性能特点,传感器可以很好地检测出不同压力大小的变化,误差在接受范围以内。
因此,电阻式变形片式压力传感器在压力测量仪表中具有一定的应用前景,可以满足各种复杂的工况条件。
传感器与检测技术试验报告
“传感器与检测技术”实验报告学号:************姓名:***序号:83实验一电阻应变式传感器实验(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。
三、需用器件与单元:主机箱中的±2V〜±10V (步进可调)直流稳压电源、土15V直流稳压电源、电压表;应变式传感器实验模板、托盘、砝码;41位数显万用表(自备)。
2四、实验步骤:应变传感器实验模板说明:应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器(称重传感器)、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。
实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口;没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体,其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设;R5、R6、R7是350Q固定电阻,是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥(半桥)而设的其它桥臂电阻。
加热器5V是传感器上的加热器的电源输入口,做应变片温度影响实验时用。
多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口,做应变片测量振动实验时用。
1、将托盘安装到传感器上,如图1—4所示。
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。
电阻应变传感器实验报告
一、实验目的1. 理解电阻应变式传感器的基本原理和结构。
2. 掌握电阻应变式传感器的测量方法及其在工程中的应用。
3. 通过实验验证电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性。
二、实验原理电阻应变式传感器是利用电阻材料的应变效应,将机械变形转换为电阻变化的传感器。
其基本原理如下:当电阻丝受到拉伸或压缩时,其长度和截面积将发生变化,从而导致电阻值的变化。
这种电阻值的变化与应变值呈线性关系。
通过测量电阻值的变化,可以计算出应变值。
实验中使用的电阻应变式传感器主要由电阻应变片、引线、电桥电路和电阻应变仪组成。
三、实验器材1. 电阻应变式传感器2. 电桥电路3. 电阻应变仪4. 拉伸装置5. 载荷装置6. 电流表7. 电压表8. 电阻箱四、实验步骤1. 将电阻应变式传感器安装到拉伸装置上,确保传感器与拉伸装置的连接牢固。
2. 将电桥电路连接到电阻应变仪上,并调整电桥电路的平衡。
3. 通过拉伸装置对传感器施加不同等级的拉伸力,记录相应的应变值。
4. 使用电阻应变仪测量电阻值的变化,并计算应变值。
5. 重复步骤3和4,验证电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性。
五、实验结果与分析1. 电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性实验结果表明,电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性良好,其电阻值的变化与应变值呈线性关系。
当拉伸力逐渐增大时,电阻值也随之增大,且变化趋势与应变值的变化趋势基本一致。
2. 电阻应变式传感器的灵敏度实验结果表明,电阻应变式传感器的灵敏度较高。
在相同的应变条件下,电阻应变式传感器的电阻值变化较大,说明其具有较高的灵敏度。
3. 电阻应变式传感器的线性度实验结果表明,电阻应变式传感器的线性度较好。
在一定的应变范围内,电阻应变式传感器的电阻值变化与应变值呈线性关系,说明其具有较高的线性度。
六、实验结论1. 电阻应变式传感器是一种有效的应变测量装置,具有灵敏度高、线性度好等优点。
2. 电阻应变式传感器在工程中具有广泛的应用前景,如结构健康监测、材料力学性能测试等。
应变传感器实验报告
一、实验目的1. 了解电阻应变片的工作原理与应用。
2. 掌握应变片测量电路的搭建与调试。
3. 通过实验验证应变传感器在实际应用中的性能。
二、实验原理应变片传感器是一种将机械变形转换为电信号的传感器。
它基于电阻应变效应,即金属导体或半导体材料在外力作用下,其电阻值会发生相应变化。
本实验采用电阻应变片作为传感器,将微小的形变转换成电阻的变化,通过电桥电路将电阻变化转换为电压或电流信号输出。
三、实验仪器与设备1. 电阻应变片2. 电桥电路3. 悬臂梁4. 万用表5. 数据采集器6. 计算机四、实验步骤1. 搭建电桥电路:按照实验原理图搭建自搭式单臂电桥电路,连接电源、桥臂、桥路等元件。
2. 粘贴应变片:将电阻应变片粘贴在悬臂梁的适当位置,确保应变片与悬臂梁的连接牢固。
3. 调节电桥平衡:通过调节电桥电路中的电阻,使电桥达到平衡状态,即桥路两端电压为零。
4. 施加外力:在悬臂梁上施加一定的外力,使悬臂梁发生形变。
5. 测量电阻变化:利用万用表测量应变片电阻的变化,并记录数据。
6. 数据分析:将测量数据输入计算机,通过数据采集器进行采集,并分析应变传感器的性能。
五、实验结果与分析1. 电阻应变效应验证:实验结果显示,当悬臂梁发生形变时,应变片电阻发生明显变化,验证了电阻应变效应。
2. 电桥电路性能分析:通过调节电桥电路中的电阻,使电桥达到平衡状态,有效避免了电路误差。
3. 应变传感器性能分析:实验结果显示,应变传感器具有良好的线性度和灵敏度,能够准确测量悬臂梁的形变。
六、实验结论1. 电阻应变片传感器能够将机械变形转换为电信号,具有广泛的应用前景。
2. 电桥电路能够有效测量应变片电阻的变化,为应变传感器提供准确的测量结果。
3. 本实验验证了应变传感器的性能,为实际应用提供了理论依据。
七、实验注意事项1. 搭建电桥电路时,注意元件连接正确,避免短路或开路。
2. 粘贴应变片时,确保应变片与悬臂梁的连接牢固,避免脱落或松动。
电阻应变传感器实验报告
电阻应变传感器实验报告电阻应变传感器实验报告引言电阻应变传感器是一种常用的传感器,它可以将物体受力引起的应变转化为电阻值的变化。
本实验旨在通过实际操作和数据采集,探究电阻应变传感器的工作原理、特性和应用。
实验设备和方法实验所用设备包括电阻应变传感器、电源、电压表、电流表、数据采集卡和计算机。
首先,将电阻应变传感器固定在待测物体上,并连接电源和数据采集卡。
然后,通过改变物体的受力情况,使用计算机采集和记录传感器输出的电压和电流数据。
实验结果与分析通过实验采集的数据,我们可以观察到电阻应变传感器的输出电压和电流与物体受力的关系。
当物体受力增加时,传感器的电阻值会发生变化,进而导致输出电压和电流的变化。
通过对数据的分析和处理,我们可以得到传感器的灵敏度、线性度等性能指标。
在实验过程中,我们还发现了一些与电阻应变传感器相关的问题。
首先,传感器的安装位置和固定方式对其性能有重要影响。
如果安装不稳定或受力不均匀,可能会导致传感器输出的数据不准确。
其次,传感器的工作范围也需要考虑。
如果受力过大超过了传感器的承受范围,可能会损坏传感器或导致测量结果失真。
应用领域和前景电阻应变传感器在工业领域有着广泛的应用。
例如,在机械制造过程中,可以利用电阻应变传感器来测量材料的应力和变形情况,从而实现对产品质量的控制和优化。
此外,电阻应变传感器还可以用于测量建筑物和桥梁等结构物的变形情况,从而提前发现潜在的安全隐患。
随着科技的不断进步,电阻应变传感器的应用前景也越来越广阔。
例如,结合物联网和大数据分析技术,可以实现对传感器数据的实时监测和分析,从而为工业生产和结构安全提供更精准的预测和控制。
此外,还可以将电阻应变传感器与其他传感器相结合,实现多参数的综合测量和分析,为科学研究和工程设计提供更全面的数据支持。
结论通过本次实验,我们对电阻应变传感器的工作原理、特性和应用有了更深入的了解。
电阻应变传感器作为一种常用的传感器,具有广泛的应用前景和重要的实际价值。
应变片式电阻传感器实验报告
应变片式电阻传感器实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是通过实验了解应变片式电阻传感器的工作原理和使用方法,掌握应变片式电阻传感器的基本特性和应用场景。
二、实验原理
应变片式电阻传感器是一种基于电阻变化的传感器,其工作原理是利用应变片的应变变化引起电阻值的变化,从而实现对应变片所受应变的测量。
应变片式电阻传感器的特点是精度高、响应速度快、可靠性好、使用寿命长等。
三、实验步骤
1.将应变片式电阻传感器连接到电路板上,并连接电源和万用表。
2.通过手动施加外力,使应变片受到应变,记录下此时的电阻值。
3.重复以上步骤,记录不同应变下的电阻值。
4.根据实验数据,绘制应变-电阻曲线图。
四、实验结果
通过实验,我们得到了应变-电阻曲线图,可以看出应变片式电阻传
感器的电阻值随着应变的增加而增加,呈现出线性关系。
同时,我们还发现应变片式电阻传感器的响应速度很快,精度高,可以满足很多实际应用场景的需求。
五、实验结论
应变片式电阻传感器是一种精度高、响应速度快、可靠性好、使用寿命长的传感器,可以广泛应用于工业自动化、机器人控制、航空航天等领域。
通过本次实验,我们深入了解了应变片式电阻传感器的工作原理和特性,为今后的实际应用提供了基础。
六、实验心得
通过本次实验,我深刻认识到了应变片式电阻传感器的重要性和应用价值,同时也掌握了应变片式电阻传感器的基本使用方法和实验技巧。
在今后的学习和工作中,我将更加注重实践操作,不断提高自己的实验能力和技术水平。
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传感器技术实验报告
院(系)机械工程系专业班级
姓名同组同学
实验时间2014 年月日,第周,星期第节实验地点单片机与传感器实验室实验台号
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、实验仪器:
应变传感器实验模块、托盘、砝码(每只约20g)、、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表(自备)。
三、实验原理:
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组件,如图1-1所示,四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。
图1-1
通过这些应变片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,
如图1-2所示R 5、R 6、R 7为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压
εk E
R R
R R R E U 4
R 4E 21140=∆⋅≈∆⋅+∆⋅
= (1-1) E 为电桥电源电压,R 为固定电阻值,式1-1表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为%10021L ⋅∆⋅-
=R
R γ。
四、实验容与步骤
1.图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R 1、R 2、R 3、R 4上,可用万用表测量判别,R 1=R 2=R 3=R 4=350Ω。
2.从主控台接入±15V 电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端U i 短接,输出端Uo 2接数显电压表(选择2V 档),调节电位器Rw 3,使电压表显示为0V ,Rw 3的位置确定后不能改动,关闭主控台电源。
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图
3.将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R 1)接入电桥与R 5、R 6、R 7构成一个单臂直流电桥,见图1-2,接好电桥调零电位器Rw 1,直流电源±4V (从主控台接入),电桥输出接到差动放大器的输入端U i ,检查接线无误后,合上主控台电源开关,调节Rw 1,使电压表显示为零。
4.在应变传感器托盘上放置一只砝码,调节Rw 4,改变差动放大器的增益,使数显电压表显示2mV ,读取数显表数值,保持Rw 4不变,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g 砝码加完,记录实验结果,填入表1-1,关闭电源。
表1-1
五、注意事项
加在应变传感器上的压力不应过大,以免造成应变传感器的损坏!
六、实验报告
根据表1-1计算系统灵敏度S=ΔU/ΔW(ΔU输出电压变化量,ΔW重量变化量)和非线性误差δf1=Δm/y F..S ×100%,式中Δm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为满量程(200g)输出平均值。
七、思考题:
采用单臂电桥时,作为桥臂的电阻应变片应选用:
(1)正(受拉)应变片;
(2)负(受压)应变片;
(3)正、负应变片均可以。
答:
传 感 器 技 术 实 验 报 告
院(系) 机械工程系 专业 班级 姓 名 同组同学 实验时间 2014 年 月 日,第 周,星期 第 节 实验地点 单片机与传感器实验室 实验台号
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、实验仪器:同实验一
三、实验原理: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
R
R
E k U ∆=
=
22E 0ε (2-1) U 0比单臂电桥灵敏度提高一倍,半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。
四、实验容与步骤
1.应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上,可用万用表测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω。
图2-1 应变式传感器半桥实验接线图
2.差动放大器调零。
从主控台接入±15V电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端U i短接,输出端Uo2接数显电压表(选择2V档),调节电位器Rw3,使电压表显示为0V,Rw3的位置确定后不能改动,关闭主控台电源。
3.根据图2-1接线,R1、R2为实验模板左上方的应变片,注意R2应和R1受力状态相反,即桥路的邻边必须是传感器中两片受力方向相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片。
接入桥路电源±4V(从主控台接入),电桥输出接到差动放大器的输入端U i,检查接线无误后,合上主控台电源开关,调节Rw1,使电压表显示为零。
4.在应变传感器托盘上放置一只砝码,调节Rw4,改变差动放大器的增益,使数显电压表显示10mV,读取数显表数值,保持Rw4不变,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g砝码加完,记录实验结果,填入下表,关闭电源。
重量(g)
电压(mV)
五、实验报告
根据表2-1计算系统灵敏度L=ΔU/ΔW和非线性误差δf2。
六、思考题:
1.半桥侧量时两片不同受力状态的电阻应变片在接入电桥时,应放在:(1)对边?(2)邻边的位置?
答:
2.桥路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误差?(2)应变片应变效应是非线性的?(3)零点偏移?
答:
传感器技术实验报告
院(系)机械工程系专业班级
姓名同组同学
实验时间2014 年月日,第周,星期第节实验地点单片机与传感器实验室实验台号
实验三金属箔式应变片――全桥性能实验
一、实验目的:了解全桥测量电路的优点。
二、实验仪器:同实验一。
三、实验原理:
全桥测量电路中,将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边,不同的接入邻边,如图3-1,当应变片初始值相等,变化量也相等时,其桥路输出:
Uo=Ekε(3-1)E为电桥电源电压,式3-1表明,全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差得到进一步改善。
四、实验容与步骤
图3-1 全桥性能实验接线图
1.应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上,可用万用表测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω。
2.从主控台接入±15V电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端U i短接,输出端Uo2接数显电压表(选择2V档),调节电位器Rw3,使电压表显示为0V。
Rw3的位置确定后不能改动,关闭主控台电源。
3.按图3-1接线,将受力不同的4只应变片接入电桥的邻边,接入电桥调零电位器Rw1,直流电源±4V(从主控台接入),电桥输出接到差动放大器的输入端U i,检查接线无误后,合上主控台电源开关,调节Rw1,使电压表显示为零。
4.在应变传感器托盘上放置一只砝码,调节Rw4,改变差动放大器的增益,使数显电压表显示0.020V左右,读取数显表数值,保持Rw4不变,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g砝码加完,记录实验结果,填入下表3-1,关闭电源。
五、实验报告
根据表3-1的实验数据,计算灵敏度L=ΔU/ΔW,非线性误差δf3
六、思考题
1.全桥测量中,当两组对边(R1、R3)电阻值相同时,即R1= R3, R2= R4,而R1≠R2时,是否可以组成全桥:(1)可以,(2)不可以。
答:
2.工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片,如何利用这四片电阻应变片组成电桥,是否需要外加电阻。
图3-2 应变式传感器受拉时传感器圆平面展开图
传感器技术实验报告
院(系)机械工程系专业班级
姓名同组同学
实验时间2014 年月日,第周,星期第节实验地点单片机与传感器实验室实验台号
实验四直流全桥的应用——电子称实验
一、实验目的:了解直流全桥的应用及电路的定标
二、实验仪器:同实验一
三、实验原理:
电子称实验原理同实验三的全桥测量原理,通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数使电路输出电压值为重量的对应值,电压量纲(V)改为重量量纲(g)即成一台比较原始的电子称。
四、实验容与步骤
1.按实验三的步骤1、2、3接好线并将电路调零。
2.将10只砝码全部置于传感器的托盘上,调节电位器Rw4(满量程时的增益),使数显电压表显示为0.200V(2V档测量)。
3.拿去托盘上所有砝码,观察数显电压表是否显示为0.00V,若不为0.00V,再次调节Rw4调零。
4.重复2、3步骤的定标过程,直到精确为止,把电压量纲改为重量量纲即可以称重。
5.将砝码依次放到托盘上并读取相应的数显表值,直到200g砝码加完,记录实验结果,填入下表,关闭电源。
6.打开电源,根据定标结果,在电子秤上称量几样自己的随身物品(例如手机、钥匙等)的重量,记录实验结果,填入下表,关闭电源。
表4-2。