金属箔式应变片半桥性能实验

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，并了解其特点。

二、基本原理

不同方向受力的两片应变片接入点桥作为邻边，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，比单臂电桥灵敏度提高一倍。

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（每只约20g）、数显表、±15V电源数、±5V电源、数字万用表。

四、实验步骤

1、接入模板电源±15V，检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置；（2）将差放的正、负输入端与地短接，Vo1输出端与数显电压表输入端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)，完毕后关闭主控台电源。

2、根据图2-1接入传感器，R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力相反（一片受拉，一片受压），接入桥路电源+5V，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。注意保持增益不变。

图2-1 应变片半桥性能实验接线图

3、在传感器托盘上放置1只砝码，读取数显表显示值，依次增加砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表2-1。

五、实验结果分析与处理

1、记录数显表数值如下：

表2-1：半桥测量时，输出电压与负载重量的关系：

2、由所得数据绘出半桥电桥的传感器特性曲线如下：

图2-2 半桥传感器特性曲线

由图可知，半桥的传感器特性曲线非线性得到了改善，电桥输出灵敏度提高。但是曲线起点不是零点，可能没有做到真正的调零。

3、（1）计算系统灵敏度：

ΔV=（34.8-18.3）+（51.5-34.8）+∙

∙+（167.8-135.1）/9=（167.8-18.3）/9=16.61mV

∙

ΔW=20g

S=ΔV/ΔW=0.831mV/g

（2）计算非线性误差：

Δm =（18.3+34.8+51.5+68.4+85.4+101.6+118+135.1+151.4+167.8）/10=93.23mV

y FS=167.8mV

δf =Δm / yFS×100%=55.6%

六、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点桥时，应放在：（1）对边？（2）邻边的位置？

答：应放在邻边。

2、桥路测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥原理上存在非线性误差？（2）应变片应变效应是非线性的？（3）零点漂移？

答：因为电桥原理上存在非线性误差。