实验一电阻应变片及电阻应变测试桥路连接试验

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桥路连接实验报告doc

桥路连接实验报告篇一：交流电桥实验报告篇二：结构试验报告土木工程结构试验报告组号：姓名：学号：指导老师：1.前言土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践，从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法，以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论，都离不开试验研究。

因此，土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用，与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。

土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程，与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关，并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。

通过本课程的学习，使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能，掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法，以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。

《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程，也是唯一的一门独立的试验课程。

它的任务是在结构或实验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率）后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。

2.实验实验一电阻应变片的粘贴一、实验目的1、掌握电阻应变片的选用原则及方法。

2、学习常温用应变片的粘贴技术及预埋技术。

二、实验仪表及器材 1、万用电表、兆欧表； 2、钢筋骨架；3、粘结剂（502胶）；应变片；4、砂布、棉球、丙酮、镊子；5、电烙铁、焊锡丝、引线等。

三、实验方法及步骤 1、测点表面的处理钢材：除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹，用丙酮清洗干净。

砼：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。

电阻应变测试原理及温度补偿方法实验

电阻应变测试原理及温度补偿方法实验一、实验目的１．掌握电阻应变片的粘贴技术。

　２．初步掌握电阻应变片的绝缘处理、防潮、接线和粘贴质量检查等基本技术。

３．了解电测应力、应变实验原理与电桥接线方法。

二、实验设备及器材１．电阻应变片。

２．试件。

　３．万用表、兆欧表。

　４．电烙铁、镊子、丙酮、细砂纸、药棉等工具和材料。

５．502胶水、连接导线、704胶。

６．烘干设备。

三、电测法基本原理电阻应变测量技术(简称电测法)，就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种实验方法，又称非电量电测法。

将电阻应变片粘贴在构件上，当构件受力变形时应变片也随之一起变形，应变片的电阻值发生变化，通过测量电桥将电阻变化转换成电压信号，经放大处理及模／数转换，最后直接输出应变值。

　电测法在工程中得到广泛应用，其主要特点：　(１) 尺寸小、重量轻、安装方便，对被测构件的应力分布不产生干扰。

(２) 精度和灵敏度高，最小应变读数为１με＝10。

　6−(３) 测量范围广、适应性强，既能进行静态测试也能进行动态测试，频率响应范围从零到几万赫。

还可以在高、低温及高压、水中等特殊条件下进行测量。

　(４) 可测量多种力学量。

采用应变片作为敏感元件制成各种传感器可测力、位移、压强、转角、速度、加速度、扭矩等。

　但电测法也有局限性，其缺点是：　(１) 只能测构件表面的应变，并且是有限个点，测量数据是离散的，难以得到整个应力-应变场的分布全貌。

　(２)对于应力集中和应变梯度较大的部位，会引起比较大的误差。

　四、电阻应变片１．工作原理　由物理学可知，金属导线的电阻为：Ｒ=A Ｌ/ρ (2 - 1)式中：ρ为导线材料电阻率；Ｌ为导线长度；A 为导线截面积。

　当金属导线因受力变形引起电阻相对变化，对式(2-1)两边取对数再微分得：ＡＡＬＬＲＲd d d d −+=ρρ(2 - 2)式中：ρρd ≈ ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=ＬL ＡＡＣＶＶＣd d d ； ε=ＬＬd ；⎟⎠⎞⎜⎝⎛−==ＬＬＤＤＡＡd 2d 2d μＣ为与材料种类和加工方法相关的常数；Ｖ为体积；ε为应变；Ｄ为导线直径；μ为导线材料泊松比。

检测实验一实验报告

实验一传感器实验班号：机械91班学号：姓名：戴振亚同组同学：裴文斐、林奕峰、冯荣宇1、电阻应变片传感器一、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二、实验数据三、实验结果与分析1、性能曲线A、单臂电桥性能实验由实验数据记录可以计算出的系统的灵敏度S=ΔU/ΔW=0.21(mV/g)，所以运用直线拟合可以得到特性曲线如下图所示。

B、半桥性能实验由实验记录的数据我们可以得到半桥系统的灵敏度为S=ΔU/ΔW=0.41(mV/g)，所以我们可以运用直线拟合实验数据得到性能曲线如下图所示。

C、全桥性能实验由实验记录的数据我们可以得到全桥系统的灵敏度为S=ΔU/ΔW=0.78(mV/g)，所以我们可以运用直线拟合实验数据得到性能曲线如下图所示。

检测实验报告戴振亚D、电子称实验由实验记录的数据我们可以得到全桥系统的灵敏度为S=ΔU/ΔW=-1(mV/g)，所以我们可以运用直线拟合实验数据得到性能曲线如下图所示。

2、分析a、从理论上分析产生非线性误差的原因由实验原理我们可以知道，运用应变片来测量，主要是通过外界条件的变化来引起应变片上的应变，从而可以引起电阻的变化，而电阻的变化则可以通过电压来测得。

而实际中，电阻的变化与应变片的应变的变化不是成正比的，而是存在着“压阻效应”，从而在实验的测量中必然会引起非线性误差。

b、分析为什么半桥的输出灵敏度比单臂时高了一倍，而且非线性误差也得到改善。

首先我们由原理分析可以知道，单臂电桥的灵敏度为e0=(ΔR/4R0)*e x，而半桥的灵敏度为e0=(ΔR/2R0)*e x，所以可以知道半桥的灵敏度是单臂时的两倍，而由实验数据中我们也可以看出，而由于半桥选用的是同侧的电阻，为相邻两桥臂，所以可以知道e0=(ΔR1/R0-ΔR2/R0)*e x/4，而ΔR1、ΔR2的符号是相反的，同时由于是同时作用，减号也可以将温度等其他因素引起的电阻变化的误差减去而使得非线性误差得到改善。

(完整版)4-2电阻应变片测量电桥电路

12K1
若应变片灵敏系数近似等于2，则 e 。1这表明，略去非线性部分
所引入的相对误差与被测应变值大小相当。比如应变达到5000με
时，e50 01001 0。 06 可见0.，5% 在一般应变范围内分析应变 100
电桥的输出电压时，只取线性部分是足够精确的。
UU 1E 4 R R 11 R R 22 R R 33 R R 44
U E 4 1 2 R R 1 R R 2 1 2 R R 3 R R 4
R1 R
K01
R2 R
K02
R3 R
K03
R4 R
K04
U E 4 1 2 R R 1 R R 2 1 2 R R 3 R R 4 E 4 0 1 2 K 1 2 1 2 3 4
（1）电阻值的增量可正可负。考虑到测点应变的正负，根据电桥的性
质，在构件上布置应变片时，一般力图使应变电桥相邻桥臂的电
阻变化异号，相对桥臂的电阻变化同号。这样上式中各项相互抵
消，使e最小。
（2）考虑一种最坏的情况，即只有一臂接入应变片，而其他三臂接入
固定电阻，其阻值不变。此时的非线性误差为：
e 1 R1 2 R1
R1 R
K01
R2 R
K02
U E 4 1 2 R R 1 R R 2 E 4 K 2 0 1 2 E 4 0 1 K 2 2
仪 E 4 U 0 K 1 22P M 2P M P
1PM
2 PM
此方案既排除了载荷偏心的影响，又使温度效应得到补偿。
(完整版)4-2电阻应变片测量电桥电路
§4.2 电阻应变片的测量电路
电阻应变片中的电桥线路如图所示。它以应变片或电阻元件作为桥臂，在电桥中A、B、C、D四个特殊点不能弄混，顶点A、C称为电桥的输入端（电源端），顶点B、D称为电桥的输出端（测量端）。

电阻应变片粘贴技术及测量电桥连接方发实验报告模板39;

电阻应变片粘贴技术及测量电桥连接方发实验报告模板'篇一：电阻应变片粘贴与电桥电路实验一电阻应变片的粘贴技术与电桥电路学院：土木工程班级：小组成员：指导老师:实验报告（一）电阻应变片的粘贴技术与电桥电路一、实验目的:1．初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术；2．为后续电测实验做好在试件上粘贴应变片，接线、检查等准备工作。

3.比较全桥，半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。

二、实验设备和器材:1、常温用电阻应变片，电阻应变花。

2、万用表（测量应变片电阻值等用）。

3、兆欧表（测量应变片绝缘电阻用）。

4、等强度梁试件，同质温度补偿块。

5、电烙铁，镊子，锉刀，502粘接剂等工具。

6、丙酮，脱酯棉等清洗器材。

7、测量导线，接线端子若干。

三、电阻应变片的工作原理:1、电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。

2、当试件受力在该处沿电阻丝方向发生线变形时，电阻丝也随着一起变形（伸长或缩短），因而使电阻丝的电阻发生改变（增大或缩小）。

三、电桥电路工作原理:1、把不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出有较高灵敏度和较好的非线性，当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压KUUBDAC =4(?1??2)。

（U均为电桥供电电压）。

2、全桥测量电路中，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：R1=R2=R3=R4，其变化值△R1=△R2=△R3=△R4时，其桥路输KUAC出电压△UBD=4(?1??2??3??4)。

3、 1/4桥电路，用于量测应力场里的单个应变，即只有R1变化，而R2、R3KUAC和R4不变化，则UBD=4?11/4桥电路四、温度补偿和温度补偿片贴有应变片的构件总是处于某一温度场中，当温度变化时，应变片敏感栅的电阻会发生变化。

另外，由于电阻丝栅的线膨胀系数与构件的线膨胀系数不一定相同，温度改变时，应变片也会产生附加应变。

结构试验指导书

结构试验指导书实验⼀应变⽚的选择和应变仪的使⽤⼀、应变⽚的选择和粘贴1、实验⽬的①掌握电阻应变⽚的筛选原则和⽅法。

②学习常温电阻应变⽚的粘贴技术。

2、实验仪表及器材电桥，兆欧表，万⽤表，黏结剂（502胶），等强度梁试件和补偿块，常温应变⽚及接线端⼦，电烙铁，镊⼦，砂布，锉，聚⼄烯塑料薄膜，酒精棉，丙酮，钢尺，划针，引线若⼲和蜂蜡。

3、实验⽅法和步骤（1）)电阻应变⽚的筛选①剔除丝栅有形状缺陷、断栅和缺少引线、⽚内有⽓泡、霉斑、锈点等的应变⽚。

②⽤电桥或⾼精度的数字万⽤表测量应变⽚的电阻阻值，进⾏分组，每组应变⽚的阻值相差最⼤不得超过应变仪可调平衡的允许范围之半，⼀般按0.2Ω级差分组；选择其中⼀组的应变⽚进⾏试验。

③记录应变⽚的灵敏系数K=__________________。

（2）电阻应变⽚的粘贴①在等强度梁上的应变测试位置⽤钢尺和划针划出应变⽚的定位线（应变⽚的粘贴位置由试验课⽼师确定），再⽤0号砂布打磨平整，最后⽤镊⼦夹住酒精棉蘸丙酮沿⼀个⽅向反复擦拭，直⾄擦拭的酒精棉⼲净为⽌。

②待测点的丙酮挥发后打开502胶的瓶盖，左⼿捏住应变⽚的引线，右⼿向应变⽚的基底⾯涂抹胶⽔，胶⽔要涂抹的匀⽽薄（使⽤502胶时要特别注意安全），校正好应变⽚的粘贴⽅向并将其摆放好，马上在应变⽚的上⾯铺盖聚⼄烯塑料薄膜，⽤⼿指稍加⼒沿应变⽚的⼀个⽅向连续滚压挤出多余的胶⽔和粘接层中的⽓泡，使应变⽚粘贴得更加牢固，待502胶固化后将聚⼄烯塑料薄膜反折180°轻轻扯下。

③粘贴好应变⽚后轻轻地将应变⽚的两个引出线从胶层中拨离出来，然后⽤502胶将接线端⼦紧贴应变⽚基底的边缘粘贴好。

⽤电烙铁在接线端⼦上挂锡，再将应变⽚的引出线与接线端⼦焊接牢固，并剪掉多余的引出线。

（3）应变⽚粘贴质量检验①⾸先进⾏外观检查。

观察粘接层是否有⽓泡存在及粘贴应变⽚的⽅向与应变测量的⽅向是否重合。

若粘接层存在⽓泡应铲除应变⽚重新粘贴，⽅向误差过⼤也应重新粘贴。

电阻应变片接桥PPT课件

且变化的绝对值相等；
即 1 ， 2 ，，4 0，
3 0
电桥输出 U sc1 2 R RU sr1 2KU sr
▲若R1，R２产生ΔR的绝对值相等，符号相同时，即 1 ， 2 , 则Usc=0，电桥无
输出，两工作臂的作用互相抵消。
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11
③四臂工作设R1、R3产生正ΔR的变化，R2、R4产生
当被测应力变化引起Z1= Z0+ΔZ, Z2=Z0-ΔZ变化时, 则电桥
输出为
U U (Z0 Z 1)
2Z0 2
1
U
Z
2 Z0
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图2-31 常见调平衡电路
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退出
2.2.5 应变片式电阻传感器的应用举例
一、应变式测力传感器被测物理量为荷重或力的应变式传感器, 统称为应变式力传感器。其主要用作各种电子称与材料试验机的测力元件、发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。应变式力传感器要求有较高的灵敏度和稳定性, 当传感器在受到侧向作用力或力的作用点发生轻微变化时, 不应对输出有明显的影响。
相对桥臂电阻之积相等相对应的电容、电阻之积相等
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4.电桥输出公式
直流电桥、交流电桥均适合：
U sc 1 4 R R 1 R R 3 R R 2 R R 4 U sr
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电桥输出公式的使用前提条件：
1）先决条件是：电桥起始是平衡的； 2）无论各电阻如何变化，一定要在平衡点附近； 3） R i 仅发生微小变化；
负ΔR的变化，且ΔR绝对值相等，即R1、R3产生正应变，R2、R4产生负应变，且应变的绝对值相等，则电桥的输出
Usc R RUsrKUsr

静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验报告

静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验报告一、实验目的1. 理解静态电阻应变测量原理及仪器使用方法；2. 掌握桥路实验仪器的连接方法；3. 学习仪器的使用细节。

二、实验原理静态电阻应变仪是一种常用的测量应变的仪器，其原理是测量材料的电阻变化来计算应变量。

具体操作步骤如下：1. 将测量材料粘贴于应变测试器表面，并确定测量方向；2. 将测量电路接入桥路实验仪中；3. 通过按键选择和标定，调节应变测试器的灵敏度；4. 正确设置电阻箱中电阻的值，以获得准确的电路平衡状态；5. 读取应变量。

三、实验步骤1. 将应变测试器粘贴于试验板的表面，确定测量的方向。

2. 将桥路实验仪的电源线接入电源插座，开启实验仪，并设置好前置增益。

3. 按照实验仪器使用手册的要求连接电路，连接电阻箱，根据实验需要开启并操作预置按键。

4. 通过调节电阻箱的取值，确定电路平衡。

5. 观察实验仪器屏幕上的电压值，并记录数值。

6. 反复进行多次实验，并取平均值。

四、实验结果本次实验采用的是标准金属材料进行测试，实验结果如下：被试材料 | 应变值:------:|:------:铜板 | 0.00006铝板 | 0.00008铁板 | 0.00014五、实验中需要注意的问题1. 测量材料的粘贴位置需要准确，保证测量的准确性。

2. 操作前需要检查所有连接线路是否连接牢固。

3. 操作时要注意安全，避免触碰到裸露电线。

4. 实验后注意取消电源插头连接，并断开电路线。

本实验是静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验，通过实验可以清楚的了解测量静电阻应变原理、桥路实验仪器的连接方法和使用过程，同时还可以熟悉操作技巧和注意事项，是非常实用和有意义的实验。

静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验报告

静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验报告实验目的：1.了解静态电阻应变仪的基本原理和使用方法；2.掌握应变桥的连接方法；3.进行应变桥连接实验，探究不同桥路连接对测量结果的影响。

实验器材：1.静态电阻应变仪；2.应变传感器；3.应变片；4.桥路连接器；5.电源；6.数字示波器或多用表；7.平行导轨；8.弹簧片。

实验原理：静态电阻应变仪通过测量材料的电阻变化来获取应变信息。

它将应变传感器与一个标准电阻连接成一个电阻桥。

当材料受到应变时，应变传感器的电阻产生变化，进而改变整个电阻桥的平衡状态，此时通过测量电桥的平衡电压来间接测量应变大小。

实验步骤：1.将应变片粘贴在平行导轨上，确保应变片与导轨平行；2.将应变传感器连接到静态电阻应变仪的输入端口；3.将导轨连接到静态电阻应变仪的输出端口；4.选择合适的电源电压，并将电源接入静态电阻应变仪；5.设置示波器或多用表，选择合适的测量模式；6.开始实验前，对静态电阻应变仪进行调零操作，将平衡电压调整到零；7.进行不同桥路连接实验：a.选择合适的应变桥连接方式（如全桥、半桥、四分之一桥等）；b.分别进行相应的调零操作，确保平衡电压为零；c.施加不同大小的应变，记录相应的平衡电压；d.根据平衡电压和已知应变的关系，计算材料的应变值。

8.将数据整理成表格，进行结果分析。

实验数据记录与分析：桥路连接方式，施加应变（με），平衡电压（mV）----------，-------------，-------------全桥，1000，3.2半桥，500，1.6四分之一桥，250，0.8根据实验数据可以得出以下结论：1.当应变传感器与电阻桥连接时，不同的桥路连接方式会影响测量结果的灵敏度和测量范围；2.全桥连接方式具有最大的灵敏度和测量范围，能够检测到较小的应变；3.半桥和四分之一桥连接方式适用于应变较大的情况，能够提高测量精度。

结论：通过静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验，我们了解了静态电阻应变仪的基本原理和使用方法，并掌握了应变桥的连接方法。

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。

金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。

(2)、半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。

电阻应变片实验报告doc

电阻应变片实验报告篇一：应变片实验报告范本实验课程名称：_感测技术- 1 -- 2 -- 3 -- 4 -篇二：自动化传感器实验报告一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验广东技术师范学院实验报告学院：自动化专业：自动化姓名：实验地址：学号：实验日期：班级：08自动化组别：成绩：组员：指导教师签名：实验一项目名称：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、大体原理金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生转变，这就是金属的电阻应变效应。

金属的电阻表达式为：R??l（1）S当金属电阻丝受到轴向拉力F作历时，将伸长?l，横截面积相应减小?S，电阻率因晶格转变等因素的影响而改变??，故引发电阻值转变?R。

对式（1）全微分，并用相对转变量来表示，则有：?R?l?S??（2）???RlS?式中的?l为电阻丝的轴向应变，用?表示，常常利用单位??（1??=1×10?6）。

若径向应变成?r，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比?表示为????，因为?S=2（?），则（2）式可以写成：（?）?R?l??????l?l（3）?1?2?）??（1?2???k0Rl??lll式（3）为“应变效应”的表达式。

k0称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，k0受两个因素影响，一个是（1+2?），它是材料的几何尺寸转变引发的，另一个是??，是??）材料的电阻率?随应变引发的（称“压阻效应”）。

对于金属材料而言，以前者为主，则k0?1?2?，对半导体，k0值主如果由电阻率相对转变所决定。

实验也表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对转变与轴向应变成比例。

通常金属丝的灵敏系数k0=2左右。

用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。

在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应转变。

通过转换电路转换为相应的电压或电流的转变，按照（3）式，可以取得被测对象的应变值?，而按照应力应变关系：??E? （4）式中σ——测试的应力；E——材料弹性模量。

电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量

对于全桥接法，如应变片R1和R3（正面受拉）与R2和R4 （反面受压）接成全桥如图2（c），则应变仪输出应变为： r 1 2 3 4 1p T ( 2 p T ) 3 p T ( 4 p T ) 41p
(∵ 1p 2 p 3 p 4 p)。
除此之外，还有其他形式接成半桥和全桥，可自行设计练习。
三、试验原理及方法
由电测原理知电阻应变仪输出总应变与各桥臂应变片所感受的应变有如下关系： r 1 2 3 4
等强度梁贴片编号如图1。
Ｒ1,2
Ｒ0
Ｒ3,4
图1 布片图
对于半桥接法：如应变片R1（正面受拉应变）与温度补偿片 R0接成半桥，另外半桥为应变仪内部固定电阻R，如图2（a）,
则应变仪输出应变为： r 1 2 = 1p T T 1p
r 1 2
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
如应变片R1与梁下表面应变片R2（反面受压应变）接成半桥，另外半桥仍为应变仪内部固定桥臂电阻，如图2（b）,则应变仪输ห้องสมุดไป่ตู้应变为：
r 1 2 = 1p T ( 2 p T ) 1p 2 p 21p ，(∵1p 2 p )
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
（a） r 1p
（b） r 21p (c) r 41p
图2 应变片的接桥
等强度梁（等应力梁）是按等强度的原则设计的一种变截面悬臂梁（除梁身外，还有底座、支架、和加载机构），当对其施加载荷时，可在梁身的上下表面产生一个均匀的单向应力场，实验中除用电测法可测出其应变外，还可根据材料力学知识计算出理论值，两者进行比较。
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量应变片的接桥等强度梁等应力梁是按等强度的原则设计的一种变截面悬臂梁除梁身外还有底座支架和加载机构当对其施加载荷时可在梁身的上下表面产生一个均匀的单向应力场实验中除用电测法可测出其应变外还可根据材料力学知识计算出理论值两者进行比较

实验一应变片单臂、半桥、全桥实验

实验一金属箔式应变片——单臂、半桥、全桥性能实验一、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。

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。

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：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元件，通过它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，电桥的输出电压反应了相应的受力状态。

对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。

当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/ε2。

全桥测量电路中其桥路输出电压U03=KEε。

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、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、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板上。

传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。

加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。

图1-1 应变式传感安装示意图2、接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器R w3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数显表电压输入端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)。

关闭主控箱电源。

3、将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的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)，接好电桥调零电位器R w1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)如图1-2所示。

静态电阻应变片桥路接法

表一：应变计的连接（老式接法）序号用途现场实例与采集箱的连接输入参数方式一1/4桥(多通道共用补偿片)适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式二半桥（1片工作片, 1片补偿片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境较恶劣灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式三半桥（2片工作片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境温度变化较大灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式四半桥(2片工作片)适用于只测弯曲应变,消除了拉伸和压缩应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式五全桥(4片工作片)适用于只测拉伸压缩的应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式六全桥(4片工作片)适用于只测弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻表二：应变计的连接（新式接法）序号用途现场实例与采集箱的连接输入参数方式一1/4桥(多通道共用补偿片)适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式二半桥（1片工作片, 1片补偿片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境较恶劣灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式三半桥（2片工作片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境温度变化较大灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式四半桥(2片工作片)适用于只测弯曲应变,消除了拉伸和压缩应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式五全桥(4片工作片)适用于只测拉伸压缩的应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式六全桥(4片工作片)适用于只测弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻。

实验一接桥方式和静态电阻应变仪的使用

实验一接桥方式和静态电阻应变仪的使用一、实验目的和要求⒈利用不同的电桥桥路组合进行应变测量，了解提高测量灵敏度和消除误差影响的方法，从而掌握用这种方法解决测量中的实际问题。

⒉了解温度效应，并懂得消除方法。

⒊熟悉静态应变仪的功能和使用。

二、实验仪器和设备DH-3815N 静态应变测试系统 1 套贴有应变片的等强度梁 1 根砝码（40N） 1 组电吹风 1 只其他工具若干三、实验内容和步骤⒈准备⑴由指导教师介绍仪器的功能和使用方法。

⑵熟悉应变仪及其配套软件的使用方法（详见仪器使用说明书）。

⑶开机预热10 分钟。

注意：该仪器功能比较多，具体操作须由指导教师现场指导。

⒉静态应变测量（等强度梁的材料参数：b=4.58cm、h=0.378cm、L=30cm）图1-1接桥方式图1-26/ 1进行以下操作。

及图1-2 根据图1-1静态应变测试系统”，可由设置不“方式二”。

（对于“DH-3815N 应变仪桥路方式为同的“桥路方式”来决定测量的类型。

如直接测出被测物的拉压应变或弯曲应变。

）⑴半桥测量的“方式二”或“方式三”的“与采集箱的连接”。

具体联接形式见表1-411-1 上的两点接上纵向片（即图进行接线：应变仪接线柱Eg、Vi①按图1-2(a)+0 荷载）记录0 接温度补偿片。

每级加载10N，每加一级荷载（包括号片，下同），Vi、+ 40N。

再分四级卸载至零，同样每级记录读数，一次读数（填于表1-1 中），分四级加载至并看其回零否。

再重复二次。

1-2 的第一栏中。

将最后加载40N 的读数再记录于表接Vi、-Eg +Eg、Vi接上纵向片（1 号片），进行接线：应变仪接线柱②按图1-2(b)++中的第二栏。

，读取数据，记录于表1-2 号片）。

一次加载上横向片（3 40N-Eg 接号片），接上纵向片（1 Vi、1-2(c)③按图进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi++ 1-2 中的第三栏。

号片）。

一次加载40N，读取数据，记录于表4 下纵向片（接、-Eg 1 +Eg、Vi接上纵向片（号片），Vi④按图1-2(d)进行接线：应变仪接线柱++ 1-2 中的第四栏。

电阻应变及测量桥路

如果各桥臂阻值变化则输出电压式中用 Ri Ri
第十四页，共28页。
如果各桥臂阻值变化则输出电压式中用
Ri Ri
BD两端的输出电压为：
U UR RR RR RR RR RR RR RR R B DA( C1 1 1 1 3 2 3 2 ) 3 2 ( 3 2 4 4 4 4 )
用此应变片用于测量2MPa的应力时，其电阻的变化为:
RRK 0.00 24
第十二页，共28页。
RRK 0.00 24
显然 R 太小了。为了便于测量，需将应变片的电阻变化转换成
电压（电流）信号，再将信号放大，然后由指示仪（记录仪）指示出应变值，这一任务是由电阻应变仪来完成的。
对电阻应变仪的要求？
UBD K4A U C (1234)
可以线性叠加，叠加原则：相邻桥臂符号相反，相对桥臂符号相同。
第十六页，共28页。
UBD K4A U C (1234)
五．几种常用的组桥方式
1. 单臂测量 2. 半桥测量 3. 全桥测量
4. 对臂测量
UBD
KUAC 4
1
UBDK4U AC(12)
UBD K4A U C (1234)
构件受载后，产生应变，电阻值的相对变化
dRddldA Rl A
第八页，共28页。
dR R
d
dl dA l A
dA 2 dD AD
dD dl
D
l
dmdVVm(12)dl l
dR [1(2)m (12)]dl
R
l
R R
Kx
dR R
K
dl l
K 为材料的灵敏系数
第九页，共28页。
2、电阻应变片的构造电阻应变片由敏感栅、引线、基底、盖层、粘结剂组成。

电阻应变片传感器实验

电阻应变片传感器实验实验目的：1．了解金属箔式应变片的结构及粘贴方式。

2．了解单臂直流电桥的工作原理和工作情况。

3．比较单臂、半桥、全桥电路的性能。

4．了解温度变化对应变测试系统的影响。

5．了解交流激励时应变电桥的工作原理和工作情况。

实验原理：应变片是最常用的测力传感元件，当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变时，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。

电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂的四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为△R1／R1、△R2／R2、△R3／R3、△R4／R4，当使用一个应变片时∑R=△R/R；当二个应变片组成差动状态工作时，则有∑R=2△R/R；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1＝R2＝R3＝R4＝R时，则有∑R=4△R/R。

由此可见，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。

实验内容1：箔式应变片的性能－单臂电桥实验所需部件：直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、金属箔式应变计、双孔悬臂梁、砝码（20克/个）、数字电压/频率表。

图（１）实验步骤：（１）对差动放大器调零。

开启仪器电源，差动放大器增益为100倍（顺时针方向旋到底），“＋”、“－”两输入端用实验线对地短路，输出端接数字电压表2V档，调节“差动调零”电位器使差动放大器输出电压为零，然后关闭仪器电源，拔掉实验线，调零后“差动增益”电位器和“差放调零”电位器的位置不要变化。

（２）按图（1）将实验所需部件用实验线连接成测试桥路，桥路中R1、R2、R3、和W D为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R为应变片（可选上、下梁中的任一工作片），直流激励电源为±4V档。

（３）确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟，调节电桥“W D”电位器，使测试系统输出电压为零。

实验一_应变片单臂特性实验

实验一应变片单臂特性实验一、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变形转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。

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。

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。

金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。

(2)、半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。

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