（910型 998B型）

实验目的：了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况。

实验原理：图7是交流全桥的一般形式，当电桥平衡时，Z1Z3=Z2Z4，电桥输出为零。若桥臂阻抗相对变化为△Z1/Z1、△Z2/Z2、△Z3/Z3、△Z4Z4，则电桥的输出与桥臂阻抗的相对变化。

交流电桥工作是增大相角差可以提高灵敏度，传感器最好是纯电阻性或纯电抗性的。交流电桥只有在满足输出电压的实部和虚部均为零的条件下才会平衡。

所需单元及部件：音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、F/V表、双平行梁、应变片、测微头、主、副电源、示波器。

有关旋钮的初始位置：音频振荡器5KHz，幅度关至最小，F/V表找到20V档差动放大器增益旋至最大。 实验步骤：

（1）差动放大器调整为零：将差动放大（+）（-）输入端与地短接，输出端与F/V输入端Vi相连，开启主、副电源后调差放的调零旋钮使F/V表显示为零，再将F/V表切换开关置2V档，细调差放调零旋钮使F/V表显示为零，然后关闭主、副电源。

（2）按图7接线，图中R1、R2、R3、R4为应变片；W1、W2、C、r为交流电桥调节平衡网络，电桥交流激励源必须从音频振荡器的LV输出口引入，音频振荡器幅度旋钮置中间位置。

图 7

（3）用手按住振动梁（双平行梁）的自由端。旋转测微头脱离振动梁自由端并远离将F/V表的切换开关置20V档，示波器X轴扫描时间切换到0.1—0.5ms（以合适为宜），Y轴CH1或CH2切换开关置5V/div，音频振荡器的频率旋钮置5KHz，幅度旋钮置中间幅度。开启主、副电源，调节电桥网络中的W1和W2，使F/V表和示波器显示最小，再把F/V表和示波器Y轴的切换开关分别置2V档和50mv/div，细调W1和W2及差动放大器调零旋钮，使F/V表的显示值最小，示波器的波形大致为一条水平线（F/V表显示值与示波器图形不完全符时二者兼顾即可）。再用手按住梁的自由端产生一个大位移。调节移相器和移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。放手后，梁复原，示波器图形基本成一条直线。

（4）在双平行梁的自由端装上测微头，旋转测微头使F/V表显示为零，以后每转动测微头一周即0.5mm，F/V表显示记录下表：

Xmm 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10Vo

根据所得数据，作出V-X曲线，长出线怀范围，计算灵敏度S=△V/△X，并与以前直流全桥实验结果相比较。

（5）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮置初始位置。

思考：在交流电桥中，必须 有两个可调参数才能使电桥平衡，这是因为电

路存在 而引起的。

* 实验七 金属箔式应变片—交流全桥

（998型）

实验目的：了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况。

所需单元及部件：音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、F/V表、双孔悬臂梁称重传感器、应变片、砝码、主、副电源、示波器。

有关旋钮的初始位置：音频振荡器5KHz幅度关至最小，F/V表打到20V档，差动放大器增益旋至最大。 实验步骤：

（1）差动放大器调整零点：将差动放大（+）（-）输入端与地短接，输出端与F/V表输入端Vi相连，开启主、副电源后调差放的调零旋钮使F/V表显示为零，再将F/V表切换开关置2V档，再细调差放调零旋钮使F/V表显示为零，然后关闭主、副电源。

（2）按图7接线中，图中R1、R2、R3、R4为应变；W1、W2、C、r为交流电桥调节平衡网络，电桥交流激励必须从音频振荡器的LV输出口引入，音频振荡器幅度旋钮置中间位置。

（3）将F/V表的切换开关置20V档，示波器X轴扫描时间切换到0.1—0.5ms（以合适为宜）Y轴CH1或CH2切换置5V/div，音频振荡器的频率旋钮置5KHz,幅度旋钮置中间幅度。开启主、副电源，调节电桥网络中的W1和W2，使F/V表和示波器显示最小，再把F/V表和示波器Y轴的切换开关分别置2V档和50mv/div，细调W1和W2及差动放大器调零旋钮，使F/V表的显示值最小，示波器的波形大致为一条水平线（F/V表显示值与示波器图形不完全相符时两者兼顾即可）。再用手极轻按住双孔悬梁称重传感器托盘的中间，调节移相器和移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。放手后，基本成一条直线。

图 7

（4）在传感器托盘上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算出系统灵敏度S=△V/△W，并作出V-W关系曲线，△V为电压变化率，△W为相应的重量变化率。 重量（g) 电压（mv）

（5）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮置初始位置。

思考：在交流电桥中，必须有 两个可调参数才能使电桥平衡，这是因为电路存在 而引起的。

实验八 激励频率对交流全桥的影响

实验原理：由于交流电桥中的各种阻抗的影响，改变激励频率可以提高交流全桥的灵敏

度和提高抗干扰性。

实验所需部件：电桥、音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通率波器、电压表、测微仪。 实验步骤：

（1）接线、操作均按实验七进行。

（2）音频振荡器0°端输出信号，频率从0.4KHz—10KHz，接交流全桥，分别测出系统输出电压，列表填好V，X值，在同一坐标上做出V—X曲线，比较灵敏度，并得出结论，该交流全桥工作在哪个频率时较为合适。 注意事项：

做上述实验时频率改变，应保持音频振荡器幅值不变，否则无可比性。 Xmm V2k(V) V5k(V) V8k(V) V10k(V)

实验九 交流全桥应用—振幅测量之一

（910型、998B型）

实验目的：了解交流激励的金属箔式应变片电桥的应用。

实验原理：当梁受到不同的频率信号激励时，振幅不同，带给应变片的应力不同，电桥输出也不同。若激励频率和梁的固有频率相同时，产生共振，此时电桥输出为最大，根据这一原理可以找出梁的固有频率。

所需单元及部件：音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、低频振荡器、电压表、示波器、主、副电源、激振线圈。

有关旋钮的初始位置：音频振荡器5KHz，低频振荡器频率旋钮置5Hz左右，幅度置最小，差放增益置最大，主副电源关闭。 实验步骤：

（1）按图7接线，并且保持实验（1）（2）（3）的步骤。

（2）关闭主副电源，将低频振荡器的输出Vo引入激振线圈的一端，激振线圈的另一端接地，低频振荡器的幅度旋钮置中间位置，开启主、副电源，双平行梁在振动，慢慢调节低频振荡器频率旋钮，使梁振动比较明显，如梁振动幅度不够大，可调大低频振荡器的幅度。 （3）将示波器的X轴扫描旋钮切换到10ms/div级档，Y轴切换到50mv/div 或0.1v/div，分别观察差放输出端、相敏检波输出端、低通输出端波形，并描出各级波形。改变低频振荡器频率f(3～20Hz），测得相应的电压峰峰值（低通滤波器输出 Vp-p），填入下表：画出幅度f-Vp-p曲线。 F(Hz) 3 5 7 10 12 15 17 20 Vp-p(mv) 做完以上实验，可反复调节线路中的各旋钮，用示波器观察各输出环节波形的变化，加深实验体会并了解各旋钮的作用。

（4）实验完毕关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。

实验十 交流全桥的应用—电子秤之一

（910型 998B型）

实验目的：了解交流供电的金属箔式应变片电桥的实际应用。 所需单元及部件：

音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、低通滤波器、F/V表，砝码、主副电源、双平行梁、应变片。 实验步骤：

（1）差动放大调整为零，将差动放大（+）、（-）输入端与地短接，输出端与F/V表输入端Vi相连，开启主副电源后调差放的调零旋钮使F/V表显示为零，再将F/V表切换天关置2V档，再细调差放调零旋钮使F/V表显示为零，然后关闭主、副电源。

（2）按图7接线，图中R1、R2、R3、R4为应变片；W1、W2、C、r为交流电桥调节平衡网络，电桥交流激励源必须从音频振荡器的LV输出口引入，音频振荡器旋钮置中间位置。

（3）按住振动梁（双平行梁）的自由端。旋转测微头远离振动梁自由端。将F/V表的切换开关置20V档，示波器X轴扫描时间切换到0.1—0.5ms，Y轴CH1和CH2切换开关置5V/div,音频振荡器的频率旋钮置5KHz，幅度旋钮置中间幅度。开启主、副电源，调节电桥网络中的W1和W2，使F/V表和示波器显示最小，再把F/V表和示波器Y轴的切换开关分别置2V档和50mv/div，细调W1和W2及差动放大器调零旋钮，使F/V表的显示值最小，示波器的波形为一条水平线（F/V表显示值与示波器图形不完全相符时二者兼顾即可）。现用手按住梁的自由端产生一个大位移。调节移相器的移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。放手后，梁复原，示波器图形基本成一条直线，否则调节W1和W2。

（4）在梁的自由端加所有砝码，调节差放增益旋钮，使F/V表显示对应的量值，去除所有砝码，调W1使F/V表显示零，这样重复几次进行标定。

（5）在梁自由端（磁钢处）逐一加上砝码，把F/V表的显示值填入下表。并计算灵敏度。 W(g) V(v) (6)梁自由端放上一个重量未知的重物，记录F/V表的显示值，得出未知重物的重量。 注意事项：

砝码和重物应放在梁自由端的磁钢上的同一点。

思考：要将这个电子秤方案投入实际应用，应如何改进？

*实验十 交流全桥的应用— 电子秤之一

（998型）

实验目的：了解交流供电的金属箔式应变片电桥的实际应用。 所需单元及部件：

音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、低通滤波器、F/V表、砝码、双孔悬梁称重传感器、应变片、主副电源。 实验步骤：

（1）差动放大器调整为零，将差动放大（+）、（-）输入端与地短接，输出端与F/V表输入端Vi相连，开启主、副电源后调差放的调零旋钮使F/V表显示为零，再将F/V表切换

开关置2V档，再细调差放调零旋钮使F/V表显示为零，然后关闭主、副电源。

（2）按图7接线，图中R1、R2、R3、R4为应变片；W1、W2、C、r为交流电桥凋节平衡网络，电桥交流激励源必须从音频振荡器的LV输出口引入，频振荡器旋钮置中间的位置。

（3）将F/V表的切换开关置20V档，示波器X轴扫描时间切换到0.1—0.5ms（以合适为宜）Y轴CH1和CH2切换开关置5V/div，音频振荡器的频率旋钮置5KHz，幅度旋钮置中间幅度。开启主、副电源，调节电桥网络中的W1和W2，使F/V表和示波器显示最小，再把F/V表和示波器Y轴的切换开关分别置2V档和50mv/div，细调W1和W2及差动放大器调零旋钮，使F/V表的显示值最小，示波器的波形大致为一条水平线（F/V表显示值与示波器图形不完全相符进二者兼顾即可）。再用手极轻按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间产生一个极小位移，调节移相器的移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。放手后，示波器图形基本形成一条直线。

（4）在传感器托盘上放上所有的砝码，调节差动放大器增益旋钮使F/V表数值为相应砝码的比例值。然后拿掉所有的砝码，调节差动放大器调零旋钮使F/V数值为零。重复操作这个过程数次（标定过程）即可作为电子称应用。

（5）开始称重，每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度S=△V/△W，并作出V-W关系曲线，△V为电压变化率。△W为相应的重量变化率。 重量（g） 电压（mV）

（6）在托盘中间放上一个重量未知的重物，记录F/V表的显示值，得出未知重物的重量。

（7）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮置初始位置。 注意事项：砝码和重物应放在托盘的中心。

思考：要将这个电子称方案投入实际应用，应如何改进？

实验十一 差动变压器(互感式）的性能

实验目的：了解差动变压器原理及工作情况

实验原理：差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。初级线圈做为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边，差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。其原理及输出特性见图11A。 所需单元及步件：

音频振荡器、测微头、示波器、主、副电源、差动变压器、振动平台。 有关旋钮室始位置：

音频振荡器4KHz—8KHz之间，双踪示波器第一通道灵敏度500mv/div，第二通道灵敏度10mv/div，触发选择打到第一通道，主、副电源关闭。 实验步骤：

（1）根据图11B接线，将差动变压器、音频振荡器（必须LV输出）、双踪示波器连接起来，组成一个测量线路。开启主、副电源，将示波器探头分别接至差动变压器的输入和输出端，调节差动变压器源边线圈音频振荡器激励信号峰峰值为2V。