实验1 箔式应变片性能—单臂、半桥、全桥
1 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。
2 实验原理
本实验说明箔式应变片及单臀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,在桥臀四个电阻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,∑R=ΔR/R;当二个应变片组成差动状态工作,则有∑R=2ΔR/R;用四个应变片组成二个差动对工作,且R1=R2=R3=R4=R,∑R=4ΔR/R。 由此可知,单臂,半桥,全桥电路的灵敏度依次增大。
3 实验所需部件
直流稳压电源(士4V档,、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、电压表。
4 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),\十、一\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(4)将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器,R为应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。直流激励电源为 士4v。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。
图(4)
3.确认接线无误后开启仪器电源,并预热数分钟。
调整电桥WD电位器,使测试系统输出为零。
4,旋动测微头,带动悬臂梁分别作向上和向下的运动,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,并列表。 位移 mm 电压 V 根据表中所测数据计算灵敏度S,S=ΔX/ΔV,并在坐标图上做出V——X关系曲线。
5 思考题
1.再半桥单臂步骤(3)为什么要调整WD电位器使系统输出为零? 2.该实验使用的一种什么样的电桥? 3.根据三种桥路的结果做出定性的结论。
4.应变片接入电桥时为什么要接成差动形式?如果不接成差动形式会产生什么后果?