实验三 ：应变电桥性能实验报告模板
应变片单桥、半桥及全桥性能实验
安康学院电子与信息工程系实验报告一、实验目的1.掌握应变片单桥、半桥及全桥的电路形式及性能；2.理解温度效应对应变片测量电桥的影响。
二、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：εK RR=∆ （公式1） 式中R R ∆为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数,ll∆为电阻丝长度相对变化。
电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，其输出电压反映了相应的受力状态，单桥、半桥及全桥的比例关系分别为：εεεEK U EK U EK U ===32124 （公式2） 电阻应变片受温度效应的影响，当温度变化时，在被测体受力状态不变时，电桥输出会有变化。
三、实验内容及步骤1.单臂电桥连接图及测量结果图1 单桥连线图2.半桥连线图及测量结果图2 半桥连线图3.半桥连线图及测量结果图3 全桥连线图4.应变片电桥的温度影响对图3中的半桥电路，放置200g砝码于托盘上，记录下电桥输出电压值U，将5V直流稳压电源接于实验模板的加热器插孔上，数分钟1o后待数显表电压显示基本稳定后，记下读数U。
2oU01=231mv U02=239mv5.实验数据处理及分析1.三种电桥灵敏度及非线性误差的计算2.温度变化产生的相对误差的变化电阻应变片受温度效应的影响，当温度变化时，在被测体受力状态不变时，电桥输出会有变化。
3.分析（主要写根据数据能验证哪些结论）电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化从而通过电桥的作用完成电阻到电压变化，改变了电阻丝电阻，应变灵敏系数K,l 。
电阻丝长度l四、思考题1.单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：A：正（受拉）应变片B：负（受压）应变片C：正、负应变片均可以。
答：C2.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：A：对边B：邻边答：B3.应变式传感器可否用于测量温度？答：应变传感器不可用于测量温度。
实验三 ：应变电桥性能实验报告模板
实验报告实验课程：实验名称：实验地点：姓名：学号：专业班级：实验时间：年月日二. 实验内容（一）实验原理1、应变片的电阻应变效应 根据电阻的定义式得2l lR A rρρπ== （3—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 、d ρ相应的电阻变化为dR 。
对式（3—1）全微分得电阻变化率 dR/R 为：2dR dL dr d R L r ρρ=-+ （3—2） (12)dR d R ρμερ=++ （3—4）2、测量电路电桥电路按其工作方式分有单臂、双臂和全桥三种，基本电路如图3—2（a ）、（b ）、（c ）所示。
（a ）单臂 （b ）半桥 （c ）全桥图3—1应变片测量电路(a)、单臂Uo ＝U ①－U ③ 则Uo ≈(1／4)(△R 1／R 1)E ＝(1／4)(△R ／R)E ＝(1／4)K εE (b)、双臂(半桥) 同理:Uo ≈(1／2)(△R ／R)E ＝(1／2)K εE (C)、全桥 同理:Uo ≈(△R ／R)E ＝K εE 3、箔式应变片单臂电桥实验原理图图3—2 应变片单臂电桥性能实验原理图图中R 5、R 6、R 7为350Ω固定电阻，R 1为应变片； R W1和R 8组成电桥调平衡网络，E 为供桥电源±4V 。
桥路输出电压Uo ≈(1／4)(△R 4／R 4)E ＝(1／4)(△R ／R)E ＝(1／4)K εE 。
差动放大器输出为Vo 。
（二）实验器件与单元主机箱中的智能调节器单元、电压表、转速调节0～24V 电源、±15V 直流稳压电源、±2V ～±10V（步进可调）直流稳压电源；温度源、P t100热电阻二支(一支温度源控制用、另外一支温度特性实验)、温度传感器实验模板；应变传感器实验模板(作为直流mV信号发生器)、421位数显万用表（自备）。
三. 实验步骤（一）实验线路连接1、实验模板中的差动放大器调零：2、应变片单臂电桥实验：关闭主机箱电源，按图1—7示意图接线，将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。
应变片全桥实验报告
应变片全桥实验报告实验目的：掌握应变片全桥测量方法，了解应变片的应变测量原理，熟悉应变片在力学实验中的应用。
实验原理：应变片是一种将物体在应变情况下的应变转化为电阻变化的敏感元件，其原理是根据伏安特性的基本规律。
全桥电路通过测量电阻变化来间接地获得物体的应变情况，从而间接地得到物体受力过程中的各种参数。
全桥电路包括应变片、标准电阻和电桥。
在实际测量过程中，通过向电桥的两个对角电阻R1和R2加上恒定的电流I，通过测量电桥两对角的电压U1和U2的大小，通过改变电桥上的电阻Rx的大小来使电桥平衡，从而测量到被测物体的应变。
实验器材：1.应变片全桥实验仪；2.应变片；3.标准电阻箱；4.电源；5.万用表；6.手动蝼蚁拉力机。
实验步骤：1.将手动蝼蚁拉力机的加荷靠右的滑块拉到最右端，使得下方的呆扳手完全松开。
2.在呆扳手上紧固上准备安装应变片的试件。
3.将应变片按照预先设计的位置进行安装，并使用胶水固定。
4.将应变片连接到应变片全桥实验仪上，注意连接正确。
5.打开电源，将电源电压调整到适当范围。
6.使用标准电阻箱调整电桥电阻，使得电桥平衡。
7.通过万用表测量电桥两对角的电压值，记录下来。
实验结果及分析：在实验中，我们通过应变片全桥实验仪测量了应变片在力学实验中的应变情况。
根据测量结果，我们可以计算出力学实验中的应变量。
通过调整电桥电阻，使得电桥平衡，我们可得到电桥两对角的电压值为U1和U2、根据应变片的标定系数，我们可以将电压值转化为应变值。
应变值可以通过应变本构模型进一步计算得到应力。
在实验中，我们还可以测量到随着受力的增加，应变值的增加情况。
通过绘制应变-应力曲线，我们可以分析被测物体的力学性质，如在材料屈服之前的弹性变形情况、屈服点的位置等。
实验结果也可以与材料的材料力学性质进行比对，从而检验被测物体的机械性能和使用性能。
结论：通过应变片全桥实验，我们可以测量出应变片在被力作用下的应变情况，并进一步计算得到应力。
应变片性能实验
实验一 应变传感器的性能研究一、实验类型：验证性实验。
二、实验目的1. 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式；2. 测试应变梁变形的应变输出；3. 验证单臂、半桥、全桥测量电桥的输出关系，比较不同桥路的功能。
三、实验内容1. 设计并实现应变传感器的测试桥路；2. 测量单臂、半桥、全桥测量电桥的输出，记录数据、绘制关系曲线，并分析。
四、实验原理1. 本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作情况。
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，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，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/ R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，∑∆=RRR ；当二个应变片组成差动状态工作，则有2RR R∆=∑；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1= R2 = R3 = R4 = R ，4RR R∆=∑。
由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。
2. 已知单臂、半桥和全桥的R ∑分别为ΔR/R 、2ΔR/R 、4ΔR/ R 。
根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4E R ⋅⋅∑，电桥灵敏度//Ku V R R =∆，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E 、1/2E 和E 。
由此可知，当E 和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
五、实验要求1. 熟悉CSY 系统传感器实验系统；2. 能自行设计实现应变式传感器的测量桥路；3. 掌握应变式传感器的各种测量电路的性能。
六、实验仪器设备主机箱中的±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源、±15V 直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
应变电桥特性应用实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除应变电桥特性应用实验报告篇一：直流电桥实验报告清华大学实验报告系别：机械工程系班号：72班姓名：车德梦（同组姓名：）作实验日期20XX年11月5日教师评定：实验3.3直流电桥测电阻一、实验目的（1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；（2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；（3）了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。
（4）数字温度计的组装方法及其原理。
二、实验原理1.惠斯通电桥测电阻惠斯通电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。
图中R1、R2和R是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。
对角A和c之间接电源e；对角b和D之间接有检流计g，它像桥一样。
若调节R使检流计中电流为零，桥两端的b点和D点点位相等，电桥达到平衡，这时可得I1R?I2Rx，两式相除可得I1R1?I2R2Rx?R2RR1只要检流计足够灵敏，等式就能相当好地成立，被测电阻值Rx可以仅从三个标准电阻的值来求得，而与电源电压无关。
这一过程相当于把Rx 和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。
单电桥的实际线路如图所示：将R2和R1做成比值为c的比率臂，则被测电阻为Rx?cR其中c?R2R1，共分7个档，0.001～1000，R为测量臂，由4个十进位的电阻盘组成。
图中电阻单位为?。
2.铜丝电阻温度系数任何物体的电阻都与温度有关，多数金属的电阻随文的升高而增大，有如下关系式：Rt?R0(1??Rt)式中Rt、R0分别是t、0℃时金属丝的电阻值；?R是电阻温度系数，单位是（℃）。
严格-1地说，?R一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜丝材料来说，在-50℃～100℃的范围内?R的变化很小，可当作常数，即Rt与t呈线性关系。
于是?R?Rt?R0R0t利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。
1.应变电桥性能实验
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：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,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
，对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。
三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、电子秤、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（电子秤）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 应变式传感器安装示意图2、接入模板电源±15V（从主控台引入）,检查无误后，合上主控台电源开关,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，输出端与主控台面板上数显表输入端V i相连，调节实验模板上调零电位器R W4,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（注意：当R w3、R w4的位置一旦确定，就不能改变.一直到做完实验三为止）。
3、将应变式传感器的其中一个电阻应变片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模块内已接好），接好电桥调零电位器R W1，接上桥路电源±4V（从主控台引入)如图1－2所示.检查接线无误后，合上主控台电源开关。
应变片全桥实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除应变片全桥实验报告篇一：金属箔式应变片——全桥性能实验实验报告金属箔式应变片——全桥性能实验实验报告一．实验目的：了解全桥测量电路的优点。
二．基本原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，受力方向不同的接入邻边，当应变片初始阻值：R1?R2?R3?R4，其变化值?R1??R2??R3??R4时，其桥路输出电压uo3?Ke?。
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．需用器件和单元：应变单元电路、应变式传感器、砝码、数显表（实验箱上电压表）、±4V电源、万用表。
四．实验步骤：图1应变式传感器全桥实验接线图1.保持单臂、半桥实验中的Rw3和Rw4的当前位置不变。
2.根据图1接线，实验方法与半桥实验相同，全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，将实验结果(:应变片全桥实验报告)填入表1；进行灵敏度和非线性误差计算。
表1全桥输出电压与加负载重量值3.根据表1计算系统灵敏度s，s??u/?w（?u输出电压变化量；?w重量变化量）；计算非线性误差：?f1??m/yF?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，yF?s满量程输出平均值。
五．实验结果计算1．计算系统灵敏度s，s??u/?w（?u输出电压变化量；?w重量变化量）表2全桥测量灵敏度2．计算非线性误差：?f1??m/yF?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，yF?s 满量程输出平均值。
实验时，测的最大重量为80(g)，因此，yF?s?0.157(电压表测得)、yF?s=0.15293(LAbVIew测得)（1）由电压表测得数据拟合得到的方程为：y?0.0017x?0.0185拟合得到数据：拟合得到图像：01020304050607080计算得到非线性误差为：表3电压表测得数据计算得到非线性误差由LAbVIew测得数据拟合得到的方程为：y?0.0017x?0.0182拟合得到数据：拟合得到图像：01020304050607080计算得到非线性误差为：表4LAbVIew测得数据计算得到非线性误差六．试验后感通过本次实验，我了解了用全桥电路对物体侧重的方便性，以及全桥电路的高灵敏性，相信通过本次实验可以帮助我在以后的实验以及生活中更好地运用全桥电路。
应变片电桥性能实验报告
应变片电桥性能实验报告应变片电桥性能实验报告引言：应变片电桥是一种常见的测量应变和力的传感器。
它通过将应变片安装在被测物体上，利用应变片的应变与被测物体受力之间的线性关系，通过电桥电路来测量应变片的电阻变化，从而得到被测物体的应变和力的信息。
本实验旨在研究应变片电桥的性能，包括灵敏度、线性度和温度补偿等方面。
实验装置和方法：实验使用了一套标准的应变片电桥装置，包括应变片、电桥电路和数据采集系统。
首先，将应变片粘贴在被测物体上，并通过电缆将应变片连接到电桥电路。
然后，通过电源提供电桥所需的电压，同时使用数据采集系统记录电桥的输出电压。
在实验过程中，通过施加不同的力或应变来改变被测物体的状态，以观察电桥输出的变化。
实验结果与分析：1. 灵敏度：灵敏度是指电桥输出电压与被测物体应变或力之间的比例关系。
为了研究电桥的灵敏度，我们分别施加不同大小的力，并记录相应的电桥输出电压。
实验结果显示，电桥输出电压与施加的力呈线性关系，且随着力的增加而增加。
这表明应变片电桥具有较高的灵敏度，能够准确测量被测物体的应变和力。
2. 线性度：线性度是指电桥输出电压与被测物体应变或力之间的线性关系程度。
为了研究电桥的线性度，我们施加不同大小的力，并记录电桥输出电压。
实验结果显示，电桥输出电压与施加的力之间存在一定的偏差，但整体呈现较好的线性关系。
这表明应变片电桥具有较好的线性度，能够准确测量被测物体的应变和力。
3. 温度补偿：温度对应变片电桥的性能有较大影响，因此需要进行温度补偿。
为了研究电桥的温度补偿效果，我们在实验过程中改变环境温度，并记录电桥输出电压。
实验结果显示，随着温度的变化，电桥输出电压存在一定的漂移。
通过对漂移进行补偿，可以减小温度对电桥的影响，提高测量的准确性。
结论：通过本实验的研究，我们得出以下结论：1. 应变片电桥具有较高的灵敏度，能够准确测量被测物体的应变和力。
2. 应变片电桥具有较好的线性度，能够准确反映被测物体应变和力之间的关系。
应变半桥实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解应变半桥的基本原理和结构。
2. 掌握应变半桥的测试方法及数据处理。
3. 分析应变半桥在不同受力条件下的性能表现。
4. 比较应变半桥与单臂电桥的优缺点。
二、实验原理应变半桥是一种常用的电阻应变传感器，由两只电阻值相同的应变片组成，接入电桥电路中，通过测量电桥输出电压的变化，来反映被测物体的应变大小。
其基本原理如下：1. 当被测物体受到拉伸或压缩时，应变片也会发生相应的形变，导致其电阻值发生变化。
2. 将两只应变片分别接入电桥的相邻两个桥臂，形成一个半桥电路。
3. 当电桥处于平衡状态时，输出电压为零。
当被测物体发生形变时，应变片电阻值发生变化，破坏电桥平衡，输出电压也随之变化。
4. 通过测量电桥输出电压的变化，可以计算出被测物体的应变大小。
三、实验仪器与设备1. 金属箔式应变片2. 电桥电路3. 测试仪器（如数字多用表、示波器等）4. 加载装置（如拉伸装置、压缩装置等）5. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 将金属箔式应变片按照实验要求接入电桥电路，形成半桥电路。
2. 连接测试仪器，对电桥电路进行调试，确保电桥输出电压稳定。
3. 使用加载装置对被测物体施加拉伸或压缩力，观察应变片电阻值的变化。
4. 记录电桥输出电压的变化，分析应变半桥在不同受力条件下的性能表现。
5. 比较应变半桥与单臂电桥的优缺点。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）在拉伸力作用下，应变片电阻值增大，电桥输出电压随之增大。
（2）在压缩力作用下，应变片电阻值减小，电桥输出电压随之减小。
（3）应变半桥的灵敏度高于单臂电桥。
2. 分析：（1）应变半桥的灵敏度较高，能够更灵敏地反映被测物体的应变变化。
（2）应变半桥的线性度较好，输出电压与应变值之间存在较好的线性关系。
（3）应变半桥在抗干扰能力方面优于单臂电桥，能够在复杂的测量环境中稳定工作。
六、结论1. 本实验验证了应变半桥的基本原理和性能，证实了其在实际应用中的可行性。
应变电桥实训报告
一、实验目的1. 了解应变电桥的工作原理和组成。
2. 掌握应变电桥的测试方法及数据处理。
3. 学会使用应变电桥检测材料或结构的应变变化。
4. 提高对传感器检测技术的认识和应用能力。
二、实验原理应变电桥是一种利用电阻应变片测量材料或结构应变变化的传感器。
其基本原理是：将电阻应变片粘贴在被测材料或结构上，当材料或结构受到外力作用时，应变片上的电阻值发生变化，通过电桥电路检测出电阻的变化，从而得到应变值。
应变电桥主要由以下部分组成：电阻应变片、电桥电路、放大器、数据采集系统等。
三、实验仪器与设备1. 电阻应变片实验模块2. 托盘3. 砝码4. 数显电压表5. 15V、4V电源6. 万用表（自备）7. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 将电阻应变片粘贴在被测材料或结构上，确保粘贴牢固。
2. 将应变片接入电桥电路，连接好电路各部分。
3. 使用万用表测量应变片初始电阻值。
4. 在托盘上放置砝码，逐渐增加砝码质量，观察应变片电阻值的变化。
5. 使用数显电压表测量电桥输出电压。
6. 使用数据采集软件记录应变片电阻值和电桥输出电压随砝码质量变化的数据。
7. 根据实验数据，计算应变片电阻值和电桥输出电压的变化率，从而得到应变值。
五、实验结果与分析1. 通过实验，观察到应变片电阻值和电桥输出电压随砝码质量增加而增大，说明应变片能够有效地检测到材料或结构的应变变化。
2. 根据实验数据，计算出应变片电阻值的变化率为0.01Ω/με，电桥输出电压的变化率为0.5mV/με。
3. 将应变值与理论值进行对比，发现实验结果与理论值基本一致，说明实验方法可靠，应变电桥具有良好的检测性能。
六、实验结论1. 应变电桥是一种有效的传感器，可以用于检测材料或结构的应变变化。
2. 通过实验，掌握了应变电桥的测试方法及数据处理。
3. 提高了传感器检测技术的认识和应用能力。
七、实验注意事项1. 在粘贴应变片时，注意保持应变片与被测材料或结构的接触良好，避免空隙和气泡的产生。
应变片全桥实验报告
班级：学号：姓名：组别：试验一电阻应变片灵敏系数的测定报告一、试验目的掌握通用电阻应变片灵敏系K值的测定方法。
二、试验设备及仪表1 静态电阻应变仪；2 等应力梁；3 待测电阻应变片。
图1 试验材料准备三、试验方法测试装置见教材第九章附图1.1。
灵敏系数K值是电阻应变片的输入和输出的比值，其准确性是保证测量结果真实性的保证，出厂标称K值有时存在误差，对要求较高的应变测点，有必要进行灵敏系数K值测量。
具体步骤：1 在等应力梁上沿轴向准确贴好应变片；2 用全桥将应变片接入应变仪，灵敏系数调节器旋钮置于某任意选定的K仪=2）；值（如K仪3 应变初始置零，并保证其漂移量小于教材P.54页静态应变仪要求。
然后给等应变梁逐级加砝码，由钢梁所加重量换算出已知应变ε计（梁的材料弹性模量已知）；=MEWε计，式中：M —贴片处截面处的弯矩，E —梁弹性模量，W —贴片处抗弯截面模量。
4 由应变仪测取每级荷载下的应变值ε仪记入表格（附表1.1）。
对测定的应变片，均需要加卸荷载三次，从而得到三组灵敏系数K 值，再取三组的平均值即为所代表的同批产品的平均灵敏系数K 值。
5 按试验过程算出灵敏系数K 值附表1.1加载 项目9.97 N19.95 N 29.9N1点 2点 3点 4点 1点 2点 3点 4点 1点 2点 3点4点 第一次ε仪1（με） 第二次ε仪2（με） 第三次ε仪3（με）实测平均ε仪（με） 111 222 332 计算应变ε计（με）113 226 339 K=K εε仪仪计1.961.961.96 注：计算应变ε计的计算过程可另附页，K 仪为仪器随意设置的灵敏度。
现场试验完成图长：363 mm 厚：4.5 mm 宽：46 mm g：10 N/kg E:2.06*10^11 paW=1/6*0.046*0.0045^2=1.5525*10^(-7) N/(M^2)M=9.97*0.363=3.61911 N·M ε=3.61911/(2.06*10^11*(1.5525*10^(-7)))*10^6=113 1M=19.95*0.363=7.24185 N·M ε=7.24185/(2.06*10^11*(1.5525*10^(-7)))*10^6=226 2M=29.9*0.363=10.8537 N·M ε=10.8537/(2.06*10^11*(1.5525*10^(-7)))*10^6=339 3K=111/113*2=1.961K=222/226*2=1.962K=332/339*2=1.963%=(113-111)/111*100％=1.8％1%=(226-222)/222*100％=1.8％2%=(339-332)/332*100％=2.1％3实验心得班级: 学号：姓名：组别这次实验做的是关于电阻应变片的实验，反映的是应变片对所测地方发生形变时测量出的数据的灵敏程度。
实验三应变片全桥性能实验
实验三--应变片全桥性能实验实验三：应变片全桥性能实验一、实验目的1.掌握全桥应变测量电路的工作原理及使用方法。
2.了解全桥测量电路的非线性误差及其补偿方法。
3.学会用静态应变仪测量试件的应变。
二、实验原理应变片全桥性能实验主要通过搭建全桥应变测量电路，利用应变片感受试件应变，并利用静态应变仪进行测量。
全桥测量电路由四个应变片组成，其中两个为工作应变片，两个为补偿应变片。
工作应变片感受试件的应变，补偿片则用于补偿温度引起的误差。
通过全桥测量电路，可将试件的应变转换成电信号输出。
三、实验步骤1.准备实验设备：试件、全桥应变片、静态应变仪、绝缘胶带、万能表。
2.搭建全桥应变测量电路：将四个应变片粘贴在试件上，组成全桥电路。
使用万能表检查电路的正确性。
3.安装补偿片：选择与工作片相同型号和规格的应变片作为补偿片，粘贴在试件附近的适当位置，以补偿温度引起的误差。
4.连接静态应变仪：将全桥应变测量电路的输出端连接到静态应变仪的输入端。
5.开始测量：打开静态应变仪，设置合适的测量范围，开始测量试件的应变。
6.分析实验数据：记录实验数据，分析全桥测量电路的非线性误差及其补偿方法。
7.整理实验器材：完成实验后，将所有设备恢复原状，整理实验器材。
四、实验结果与分析1.实验结果：记录实验中测得的应变值，与理论值进行比较，分析误差。
2.结果分析：对实验数据进行线性拟合，分析全桥测量电路的非线性误差。
如果误差较大，需要考虑补偿方法。
常见的补偿方法有温度补偿和电桥平衡补偿。
温度补偿可以通过粘贴温度传感器来实现，以监测环境温度的变化。
电桥平衡补偿可以通过调整电桥的电阻值来实现，以使电桥在零载条件下达到平衡状态。
五、结论通过本次实验，我们掌握了全桥应变测量电路的工作原理及使用方法，了解了全桥测量电路的非线性误差及其补偿方法，并学会了用静态应变仪测量试件的应变。
这些技能和方法对于工程实践中的结构健康监测和损伤识别具有重要的应用价值。
(完整版)应变片单臂电桥性能实验
塔里木大学课程实验报告姆）重量（g）0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200电阻R4（欧姆）350.82350.81350.80350.78350.77350.75350.74350.72350.71350.69350.682.差分放大器调零算法描述及实验步骤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。
半导体材料之所以具有较大的电阻变化率，是因为它有远比金属导体显著得多的压阻效应。
在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
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。
应变片电桥实验报告
一、实验目的1. 理解应变片电桥的工作原理及组成。
2. 掌握应变片电桥的测量方法及操作步骤。
3. 分析应变片电桥的输出特性，包括灵敏度、非线性误差和温度误差等。
4. 了解应变片在力学测试领域的应用。
二、实验原理应变片电桥是一种将应变信号转换为电信号的传感器。
当应变片受到外力作用时，其电阻值发生变化，通过电桥电路将这种变化转换为电压输出。
电桥电路由四个电阻组成，其中两个电阻为应变片，另外两个电阻为固定电阻。
应变片电桥的输出电压与应变片的电阻变化成正比，其关系式为：\[ U = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \times U_{max} \]其中，\( U \) 为输出电压，\( R_1 \) 和 \( R_2 \) 为应变片电阻，\( U_{max} \) 为电源电压。
三、实验仪器与设备1. 应变片电桥传感器2. 电桥电源3. 数据采集系统4. 计算机5. 加载设备（如砝码、力传感器等）四、实验步骤1. 将应变片电桥传感器安装于加载设备上。
2. 将应变片电桥传感器与数据采集系统连接。
3. 启动数据采集系统，设置采样频率和采样时长。
4. 对应变片电桥传感器施加不同大小的力，记录对应的应变值和输出电压。
5. 分析应变片电桥的输出特性，包括灵敏度、非线性误差和温度误差等。
五、实验结果与分析1. 灵敏度：应变片电桥的灵敏度表示单位应变引起的输出电压变化。
通过实验数据计算得到应变片电桥的灵敏度为：\[ S = \frac{ΔU}{Δε} \]其中，\( ΔU \) 为输出电压变化，\( Δε \) 为应变变化。
2. 非线性误差：应变片电桥的输出电压与应变之间存在非线性关系。
通过实验数据绘制输出电压与应变的关系曲线，分析非线性误差。
3. 温度误差：应变片电桥的输出电压受温度影响较大。
通过实验数据绘制输出电压与温度的关系曲线，分析温度误差。
六、实验结论1. 应变片电桥能够将应变信号转换为电信号，具有较高的灵敏度和稳定性。
应变片电桥实验报告
应变片电桥实验报告应变片电桥实验报告引言：应变片电桥是一种常用的测量应变的装置，它利用电桥平衡原理来测量材料的应变。
本实验旨在通过搭建应变片电桥实验装置，探究应变片的应变特性，并研究其在工程领域中的应用。
实验装置：实验装置主要由应变片、电桥、电源和测量仪器组成。
应变片是一种能够随外力的作用而发生形变的材料，通常由金属或半导体材料制成。
电桥是用来测量应变片上的应变的仪器，它包括四个电阻，其中两个电阻是应变片上的电阻，另外两个电阻是可调的标准电阻。
实验步骤：1. 将应变片固定在实验台上，并连接到电桥的两个电阻上。
2. 调节电桥的可调电阻使电桥平衡，记录下电桥的平衡位置。
3. 施加外力或改变应变片的形状，观察电桥的平衡位置的变化。
4. 根据电桥平衡位置的变化，计算出应变片的应变。
实验结果与分析：在实验中，我们通过施加外力或改变应变片的形状，观察到电桥平衡位置的变化。
根据电桥平衡位置的变化，我们可以计算出应变片的应变。
应变片的应变是指材料在受到外力作用时，单位长度的形变量。
应变片电桥实验中，我们可以通过电桥平衡位置的变化来间接测量应变片的应变。
根据电桥平衡条件，当电桥平衡时，电桥两侧的电阻比例相等。
因此，我们可以通过调节电桥的可调电阻，使电桥平衡，进而测量出应变片的应变。
应变片的应变与外力的大小和方向有关。
当外力作用于应变片时，应变片会发生形变，进而导致电阻值的变化。
通过测量电桥平衡位置的变化，我们可以间接地计算出应变片受到的应变。
应变片在工程领域中有广泛的应用。
例如，在结构工程中，应变片可以用来测量建筑物或桥梁的变形情况，从而评估其结构的稳定性和安全性。
在机械工程中，应变片可以用来测量机械零件的变形，从而评估其工作状态和寿命。
在航空航天领域中，应变片可以用来监测飞机或火箭的结构变化，从而确保其安全运行。
结论：通过应变片电桥实验，我们可以间接测量应变片的应变。
应变片的应变与外力的大小和方向有关，通过测量电桥平衡位置的变化，我们可以计算出应变片受到的应变。
应变片及电阻应变电桥特性实验
（4）原理框图
（5）使用方法 接应变式传感器时，请根据传感器的组桥形式接成半桥、全桥等。打开电源预热 30 分钟 设置参数： 按 R , 显示应变电阻值， 用数字键设置电阻参数， 进行参数设置时点亮通道指示灯。 范围是 600-1000 设置灵敏系数按 K ，在用数字键设置应变片灵敏系数，设置范围 1.00-9.99 设置桥路形式按 BRID 显示，1 为 1/4 桥路，2 为半桥，4 为全桥，共有三种形式。 按 回到待命状态。 （6）自动平衡： 在待命状态下，按 BAL 键将进行自动平衡。仪器将显示测点的初始不平衡量，并 将该值存储在仪器内部。 按 回到待命状态（注：仪器只保留最后自动平衡结果，故在测量过程中不可误 自动平衡，以免丢失初始不平衡量） 测量：对测点自动平衡后即可进行测量了。 按 回到待命状态 注：A.对全桥桥路接法的应变测量，实际应变量同读数值的关系为（不考虑长导线 误差） 应变量=读数值/4 B.测量或自动平衡过载时显示 C.对于应变式传感器的测量,结果需根据传感器的灵敏度进行处理。仪器在灵
三、实验原理与步骤
1. 在等强度梁上粘贴7个电阻应变片 （见图2） ， 其电阻值 R 120 ， 灵敏系数 k 2.02 ， 在等强度梁上面；纵向粘贴电阻片
R1、 R 2 ，用红式塑料线作引线，沿横向粘贴电阻应变
片 R 5, R 6 ，用塑料线作引线。此片不受力仅作为温度补偿片，在等强度梁下面粘贴电阻应 变片 R3、R 4 用谈灰色塑料线作引线。 （见图3-1） ；
（2）仪器工作原理 仪器内置了单片机，完成采集、处理、显示、通讯等各种功能。仪器具有两个测点， 每个测点可单独接成 1/4、1/2 或全桥形式。实验时按桥路形式连接示意图连接应变片 即可。 仪器采用初读法进行自动平衡。对某一测点进行自动平衡时，将显示并存储该点的初 始不平衡量。在以后对该点的测量结果 中将减去该存储的初试不平衡量， 其效果等同 于微调桥路使之平衡的方法，但操作更为简便。 仪器测量结果在实测结果减去初始不平衡量的基础上还要进行灵敏系数的修正，但 不进行桥路形式的修正。 （3）面板说明 ：
箔式应变片性能――应变电桥
箔式应变片性能――应变电桥一、实验目的：1. 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
2. 测试应变梁变形的应变输出。
3. 比较各桥路间的输出关系。
二、实验原理：本实验说明箔式应变片及直流电桥的原理和工作情况。
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，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，电压输出为零，在桥臂四个电阻R 1、R 2、R 3、R 4中，电阻的相对变化 率分别为△R 1/R 1、△R 2/R 2、△R 3/R 3、△R 4/R 4，当使用一个应变片时，∑=R R △； 当二个应变片组成差动状态工作，则有∑=R R R △2;用四个应变片组成二个差动 对工作，且R 1=R 2=R 3=R 4=R,∑=RR R △4。
由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。
三、实验仪器：直流稳压电源（4±V 档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微仪、电压表。
四、实验步骤：1．调零。
开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“＋、 －”输入端用实验线对地短路。
输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大 器输出电压为零，然后拔掉实验线。
调零后电位器位置不要变化。
如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居 “零”位。
拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。
调零后关闭仪器电源。
2．按图（1）将实验部件用实验线连接成测式桥路。
桥路中R 3、R 4和W D 电桥中 的固定电阻和直流调平衡电位器，R 1、R 2为应变片。
直流激励电源为±2V 。
图（1）测微仪装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。
3．确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。
应变桥实验
应变桥实验一、实验目的：学习惠斯通电桥和应变片的基本用法。
二、实验内容：利用惠斯通电桥进行应变测量1、加载标准砝码，测量桥路应变值；2、通过多次测量的应变值与砝码重量，计算称重传感器灵敏系数；3、根据灵敏系数进行重量的测量；三、运行应变桥实验应用程序：双击桌面Launch nextpad图标,主界面中选择应变桥实验图标，双击进入实验。
特性曲线根据照度计算公式描绘了应变片纵向长度变化与应变片电阻之间的关系曲线。
桥路特性以1/4桥为例，展示了电桥的连接方法和计算公式。
点击右侧应变片，移动鼠标上下拉伸改变应变片外形，观察不同激励电压和不同形变下应变片的输出情况。
四、实验步骤：应变桥实验需要自搭电桥，点击实验内容控件选择桥路方式，并按图接线。
1/4桥路：将应变梁下侧上一个应变电阻（红线和黑线按图）接入桥路（设为R2位置），用外接线在R1、R3、R4位置接入1KΩ备选电阻。
半桥：将应变梁下侧的两个应变电阻（红线、黄线（在接线图为绿色）和黑线按图）接入桥路（设为R1，R2位置），用外接线在R3、R4位置接入1KΩ备选电阻。
全桥：将应变梁下侧的两个应变电阻左下端黄线（在接线图为绿色）接R1一端，右下端黑线接R2一端，红线接R1，R2另一端，应变梁左上黄线（在接线图为绿色）接R4一端和右上侧黑线接R3一端，红线接R4，R3另一端。
点击调零控件，进入调零界面。
设置激励电压AO为5V，确保开关位置为ON；用杜邦线将Usc接至AI+，AI-，点击采集按钮,调整电桥中的调零电阻，使Usc输出为0V；调零后的Usc仍存在少许偏差，需再将Usc连接到放大电路的Vin端，用AI测量Vout的输出情况。
用杜邦线将Vout端连接至AI+、AI-，点击采集按钮，调节放大电路的调零电阻，使Vout输出为0V，调零操作完成。
调零后AI输出如下图所示。
点击实验测量控件，进入实际测量界面。
上图显示应变桥实验模块对应的数据输入输出通道，设置AO 模拟输出电压为5V ，将实验模块上桥路的开关拨到ON 状态，点击“开始测试”按钮。
应变片全桥实验报告
应变片全桥实验报告应变片全桥实验报告一、引言应变片是一种用于测量物体应变变化的传感器，广泛应用于工程、材料科学以及生物医学等领域。
本实验旨在通过应变片全桥实验，探究应变片的工作原理、测量方法以及应变片在不同应变条件下的性能表现。
二、实验原理1. 应变片工作原理应变片是一种金属或半导体材料制成的细小传感器，当物体受到外力作用时，会引起其形状和尺寸的微小变化，从而改变材料内部的电阻或电容。
应变片全桥利用应变片的电阻变化来测量物体的应变程度。
2. 应变片全桥电路应变片全桥电路由四个应变片组成，分别连接在电桥的四个臂上。
其中两个应变片处于拉伸状态，另外两个处于压缩状态。
当物体受到外力作用时，拉伸和压缩的应变片的电阻值会发生变化，从而导致电桥的电势差发生变化。
3. 应变片的测量方法通过测量电桥的电势差变化，可以计算出应变片的应变程度。
常用的测量方法有电压法和电流法。
电压法通过测量电桥两端的电压差来计算应变片的应变值，而电流法则通过测量通过电桥的电流大小来计算应变片的应变值。
三、实验步骤1. 搭建应变片全桥电路根据实验要求，搭建应变片全桥电路，确保电桥的四个臂上分别连接了四个应变片。
2. 调整电桥平衡通过调节电桥上的可变电阻，使得电桥平衡，即电桥两端的电势差为零。
3. 施加外力在已搭建好的电桥上施加外力，可以通过拉伸或压缩物体来引起应变片的应变变化。
4. 测量电势差变化使用电压表或电流表，测量电桥两端的电势差变化。
记录不同外力条件下的电势差值。
5. 计算应变值根据测得的电势差值，利用已知的公式计算应变片的应变值。
四、实验结果与分析根据实验数据，我们可以绘制应变片的应变-电势差曲线。
通过分析曲线的趋势，可以得出以下结论：1. 应变片的应变与电势差呈线性关系，即应变越大，电势差变化越大。
2. 应变片的灵敏度与材料的选择有关，不同材料的应变片具有不同的灵敏度。
3. 在一定应变范围内，应变片的灵敏度基本稳定，超过该范围后，灵敏度会下降。
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实验报告
实验课程：
实验名称：
实验地点：
姓名：
学号：
专业班级：
实验时间：年月日
二. 实验内容
（一）实验原理
1、应变片的电阻应变效应 根据电阻的定义式得
2l l
R A r
ρ
ρπ== （3—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 、d ρ相应的电阻变化为dR 。
对式（3—1）全微分得电阻变化率 dR/R 为：
2dR dL dr d R L r ρρ
=-+ （3—2） (12)dR d R ρμερ
=++ （3—4）
2、测量电路
电桥电路按其工作方式分有单臂、双臂和全桥三种，基本电路如图3—2（a ）、（b ）、（c ）所示。
（a ）单臂 （b ）半桥 （c ）全桥
图3—1应变片测量电路
(a)、单臂Uo ＝U ①－U ③ 则Uo ≈(1／4)(△R 1／R 1)E ＝(1／4)(△R ／R)E ＝(1／4)K εE (b)、双臂(半桥) 同理:Uo ≈(1／2)(△R ／R)E ＝(1／2)K εE (C)、全桥 同理:Uo ≈(△R ／R)E ＝K εE 3、箔式应变片单臂电桥实验原理图
图3—2 应变片单臂电桥性能实验原理图
图中R 5、R 6、R 7为350Ω固定电阻，R 1为应变片； R W1和R 8组成电桥调平衡网络，E 为供桥电源±4V 。
桥路输出电压Uo ≈(1／4)(△R 4／R 4)E ＝(1／4)(△R ／R)E ＝(1／4)K εE 。
差动放大器输出为Vo 。
（二）实验器件与单元
主机箱中的智能调节器单元、电压表、转速调节0～24V 电源、±15V 直流稳压电源、±2V ～±
10V（步进可调）直流稳压电源；温度源、P t100热电阻二支(一支温度源控制用、另外一支温度特性实验)、温度传感器实验模板；应变传感器实验模板(作为直流mV信号发生器)、421位数显万用表（自备）。
三. 实验步骤
（一）实验线路连接
1、实验模板中的差动放大器调零：
2、应变片单臂电桥实验：关闭主机箱电源，按图1—7示意图接线，将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。
检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器R W1，使主机箱电压表显示为零；在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表1。
图3—3应变片单臂电桥实验接线示意图
3、关闭主机箱电源，除将图3—3改成图3—4示意图接线外，其它按实验一中的步骤4实验。
读取相应的数显表电压值，填入表2中。
图3—4 应变片半桥实验接线示意图
4、实验步骤与方法（除了按图3—5示意接线外）参照实验二，将实验数据填入表3作出实验曲线
并进行灵敏度和非线性误差计算。
实验完毕，关闭电源。
图3—5 应变片全桥性能实验接线示意图
四．实验结果及分析
（一）实验结果分析
表1 应变片单臂电桥性能实验数据
重量(g) 0 20 40 60 80 100
电压(mV) 0
表2 应变片半桥性能实验数据
重量(g) 0 20 40 60 80 100
电压(mV) 0
表3 应变片全桥性能实验数据
重量(g) 0 20 40 60 80 100
电压(mV) 0
（二）思考题
1、根据表1、
2、3实验数据作出实验曲线，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW，非线性误差δ。