电阻应变片三种测试电路性能比较实验

K
半桥直流电桥的输出表达式为：U 0
E 2
R R
E 2
K
全桥直流电桥的输出表达式为：U 0
E
R R
EK
实验设备
悬臂梁测 微仪 电阻式传感器 悬臂横梁
永久磁钢 差动变压器 铁芯
振动平台测微仪
差动变压器 副边线圈 电容式传感器 差动变压器
原边线圈 差动变压器 副边线圈
实验步骤
1、运算放大器调零：开启仪器电源,差动放大器 增益约100（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。
15V电源 开关
电0 0压0表0
-
IN
+
调零
增益
实验步骤
2、如图2将实验部件用实验线连接成测试桥
路。直流激励源为±4V，R接入应变片。测微头
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。 +4V
灵
位移 （mm）
0.5 0
敏 度
单臂 输出 (V)
半桥 输出 （V）
全桥 输出 (V)
0.015 0 0.03 0 0.06 0
实验步骤
5、撰写实验报告 实验报告： 1、绘出实验原理图，并加以说明。 2、列出实验条件，整理测试数据，并在同一坐标图上，
分别绘出三种桥式测量电路的特性曲线U0=f(x)。
实验原理
在悬臂梁的正反面贴有应变片电阻。利用这四
个应变片电阻可构成三种测量电路。当在应变梁的
自由端加力时，产生弯曲变形。粘贴在表面的电阻
应变片也随之变形，从而阻值也偏离初值。若将应
变片电阻构成电桥测试电路，电桥的输出电压与所
加力之间的关系就是应变特性。
单臂直流电桥的输出表达式为：U 0
E 4
R R
E 4
3、求取各种测量电路的灵敏度，并结合特性曲线分析 不同测量电路的特点及线性度。
Baidu Nhomakorabea
R1
R´
差放
电压表
Wb -4V
R
R2 全桥电路
-
+ +
R3
图2
V
+
电压表
IN
调
增
WD
零
益
实验步骤
3、确认接线无误后开启仪器电源，调整电桥 WD电位器，使测试系统输出为零。
WD
+4V
调 零
-4V
0.000
-
IN
电压表
+
增 益
实验步骤
4、旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下运 动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各 5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电 压值并填入报告表格，根据表中所测数据计算灵敏度 K，K= V/X,并在坐标图上做出X-V关系曲线。
灵
位移 （mm）
0.5 0
敏 度
单臂 输出 (V)
半桥 输出 （V）
全桥 输出 (V)
0.015 0 0.03 0
0
+4V Wb
-4V
R1
实验步骤
R 全桥电路
差放
R1
R4
-
+
R2
R3
测量电路原理图
R4
电压表 V
电压表
-
IN
+
WD +4V
调
增
零
益
-4V
实验步骤
4、旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下运 动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各 5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电 压值并填入报告表格，根据表中所测数据计算灵敏度 K，K= V/X,并在坐标图上做出X-V关系曲线。
灵
位移 （mm）
0.5 0
敏 度
单臂 输出 (V)
半桥 输出 （V）
全桥 输出 (V)
0.015 0
0 0
实验步骤
3、确认接线无误后开启仪器电源，调整电桥 WD电位器，使测试系统输出为零。
WD
+4V
调 零
-4V
0.000
-
IN
电压表
+
增 益
实验步骤
4、旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下运 动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各 5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电 压值并填入报告表格，根据表中所测数据计算灵敏度 K，K= V/X,并在坐标图上做出X-V关系曲线。