金属箔式应变片单臂电桥性能实验

金属箔式应变片单臂电桥性能实验
实验说明
本实验旨在通过金属箔式应变片单臂电桥性能实验，研究电桥电路中各元件间的关系，探究电阻的特性，进一步探究应变片的工作原理并且熟悉应变测量方法。

此外，本实验还
将研究如何使用电桥进行精密测量。

实验原理
单臂电桥，也被称为无支艺电桥，由一个已知阻值的电阻R和一个未知电阻R1构成。

它的基本原理是，将一个电阻R分配给两个不同的分支，使得其分配到有外力作用的应变
片分支的反向热电信号和环境温度变化的电动势的影响相互抵消，从而产生一个感到应变
片的应变反应信号。

为了使电桥的输出接近于0，可以通过调节电阻R的数值来确定电桥失配电阻R1未知数的大小。

因此，单臂电桥通常用于测量很小的电阻值和形状不规则的物体的应变值。

在本实验中，我们使用金属箔式应变片作为测量对象。

金属箔式应变片是一种能够反
映物体应变状态的材料。

在物体发生形变时，应变片会随之发生微小的变形，从而改变电阻。

这种特性可以被用来制作应变检测器，如应变计。

应变计的应用范围非常广泛，比如
用于测量建筑物的位移和金属结构的应力变化等。

实验材料和仪器
1. 金属箔式应变片
2. 八个10kΩ电阻
3. 成品提供电桥电路板
4. 万用表
5. 直流电源单元
实验步骤
1. 根据电桥电路板上的布置图连接电桥电路。

接线过程如下所示：
a. 将电阻1-4固定在电路板上
b. 在电路板的中央位置放置Msp（金属箔式应变片）。

c. 用导线连接电路板上的两个端点，将万用表设置为电阻测试模式，在电路板上测量电桥的失配电阻R1。

d. 调整电阻R的数值使得万用表的读数最小。

如果万用表的读数仍然不为0，则通过调整电源电压的数值进行微调。

2. 在电路板上记录测量结果，并记录Msp上施加的应变值。

3. 重复步骤1和步骤2，至少连续测量10组数据。

结果分析
在本实验中，通过分析电桥电路板上的布置图，我们成功地搭建了金属箔式应变片单臂电桥电路，并使用万用表和直流电源单元来测试电桥的响应情况。

实验结果表明，在Msp应变值从0%到100%的范围内，电桥测量的失配电阻R1（Ω）随着Msp应变值的增加而减小。

这进一步验证了应变片的性质可以用于测量物体的应变状态，从而推动应变检测技术的发展。

除此之外，本实验还使我们更加熟悉了电桥电路的工作原理，以及如何使用电桥进行精密测量。