[整理]7测量电桥的应用

测量电桥的应用

一.实验目的

1.掌握测量电桥的应用

2.掌握单片、半桥、全桥、串联、并联几种接法，并比较其测量灵敏度。

二. 实验内容

1.将等强度梁上的应变计分别采用单片（同补偿块一起用），半桥、全桥接线

法接入电桥桥桥臂，比较其读数应变。

2.将等强度梁上的应变计分别串联、并联后按半桥接法接入电桥，比较测得的

读数应变。

三.实验仪器

1.YJ-18电阻应变仪一台

2.等强度梁实验架一台

3.温度补偿块一块

四、原理与装置

等强度梁试件如图3-1。

图3-1 等强度梁试件

根据惠斯登电桥原理知。图（3-2）所示平衡电桥，在各桥臂上的电阻有变化时，BD 端输出电压为：

)4

4

332211()(2

2121R R R R R R R R R R R R u

u ∆+∆-∆-∆+=∆…………………（3-1） 若在四个桥臂上接上规格相同的电阻应变计，阻值均为R ，灵敏系数均为K ，那么当构件变形，四个应变计分别承受ε1、ε2、ε3、ε

4时，

各桥臂上电阻变化分别为△R 1、△R 2、△R 3、△R 4，这时由（3-1）式知，BD 端电压输出为：

)(44321R

R R R R R R R u u ∆+∆-∆-∆=

∆ 那么有：

43214εεεεεk k k k k u

u

+--==∆读 即： )23(4321-+--= εεεεε读

实验中，我们采用了五种不同的电桥接法，其读数应变与实际应变间的关系可由（3-2）式或（3-1）式得出。

五、实验步骤 1.单片电桥联接

用等强度梁上的一片应变计及补偿块上的应变计，按半桥方式接入应变仪电桥（图3-3）。按实验之二方法得到读数应变。

2、半桥联接

将等强度梁上的1#片接入A 、B ，2#片接入BC （或3#片接入AB ，4#片接入BC ），

R 3

R 4

D

A

R 1

B

R 2

C

ΔU

图3-2 电桥电路

图3-3 单片电桥联结方式 图3-3 单片电桥联接

如图3-4所示。按实验之二方法得到读数应变。

3、全桥联接法

将等强度梁上的1#、2#、3#、4#片按图（3-5）所示接入应变仪电桥，按实验二方法，测得读数应变。

比较上述三种方法所得读数应变。 4、并联接法

将应变计1#、2#和3#、4#分别并联，按图（3-6）所示半桥方式联接，测得读数应变。

图3-4 半桥联接

R2

R 3

R 4

D

A

R 1

B

R 2

C

ΔU

图3-5 全桥联接

图3-7 串联接法

5、串联接法

将应变计1#、2#和3#、4#分别串联后，按图（3-7）所示半桥方式联接，测得读数应变

比较2、4、5三种接线法所测得的读数应变。

实验记录表参考格式

一、读数应变数据：

载荷（N）读数应变ε读（με）

P

△P 单片联接半桥联接

全桥联接

串联联接

并联联接

ε读增量

均值（με）

二、计算结果及误差

接桥方式ε读均值由ε读求出的应变理论应变计算值误差（%）单片联接

半桥联接

全桥联拉

并联联接

三、问题

1.用公式（3-1）推出单片、半桥、全桥、串联并联接线法所得读数应变ε读与

等强度梁应变ε的关系。

2.分析单片、半桥、全桥、串联、并联接线法测应变时，温度补偿的实现方式，

指出那种接法使测量灵敏度有较大提高。

3.若两工作应变计（或一工作应变计，一温度补偿片）按对桥方式接入应变仪

电桥，其温度补偿能否实现？

4.