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文本内容:
金属箔式应变计实验姓名学号原理
1、应变测量原理应变片粘贴在试件上,当试件发生形变时,应变片会随着发生形变,引起应变片的长度、横截面积及电阻率的改变,最终导致应变片电阻的改变当测得应变片电阻的变化后,就可以通过一定的转换关系求得试件的应变
2、应变电桥原理应变电桥分为单臂电桥和双臂/四臂电桥前者在电桥的一个臂上接入应变电阻,来敏感试件的应变;而对于双臂和四臂电桥,则是在相邻的两桥或四桥接入应变量相反的应变片,以构成差动电桥当桥路上的电阻改变时,对于不平衡电桥而言,它的输出电压会有相应改变,通过电压值可推知电阻变化量;而对于平衡电桥而言,通过调节应变片以外的可调电阻是其输出保持为零,通过可变电阻变化便可以推知应变片的电阻变化量
3、称重原理如图,当加在应变梁上的力变化是,梁的上下表面会发生相反的应变,引起应变片电阻值的改变,导致输出电压改变通过测量输出电压,便可以反推知梁的应变“E△凡A/A/E NR坪\34X人4R1R4R
24、应变片温补原理理想的应变片其电阻值只是应变的函数,而实际上,应变片的电阻还随温度改变,会引起温差包括应变片电阻自身的热效应,即其电阻随温度变化;另一情况则是试件与应变片的热膨胀系数不同,引起附加形变,导致误差补偿方法一般有两种自补偿法,即将两种温度系数相反的应变片焊接到一起,起到温补作用;线路补偿法,即在应变片的相邻桥臂连入一同温度系数的不受应变力只是处于相同温度场中的应变片,来抵消测试应变片的温差
二、数据记录和处理
1、数据记录表增加祛码过程备注020406080100120140160180\vg
12.
24.
35.
47.
59.
71.
83.
95.107VImV
0.
631865667.
436.
48.
60.
72.
84.
96.
10811.V2mV
0.
3248424236.
823.
35.
47.
59.
71.
95.
11.
107.V3mV
0.18463514488平均电压
0.
311.
23.
35.
47.
59.
71.8496108VmV3989687减少祛码过程020406080100120140160180Wg
11.
24.
36.
84.
95.107VImV
0.
248607291118.
426.
38.
62.
74.
86.
97.109V2mV
2.
91551278428.
213.
24.
36.
48.
61.
72.
84.
96.
107.V3mV
1.1179819738平均输出
13.
37.
49.
61.
73.
96.
108.
1.42585电压V mV3233161总平均输
0.
812.
24.
36.
48.
60.
72.
84.
96.108出电压
6564554555453.05VmV最小二乘
0.
712.
24.
36.
48.
60.
72.
84.
96.108测量范围输出电压
197663607550494438382325269.
21107.4936VmV27451891643609825533-
0.-
0.-
0.
0.
10.
00.
10.0-
0.非线性偏
0.1max=
0.207063207000044116179741304163差45184518916441853正行程极
0.
50.
70.
80.
91.
110.
80.
70.
91.4差正行程标
0.
20.
30.
40.
40.
50.
50.
40.
30.
40.7准偏差61866518871275923618866571233反行程极
2.
73.
12.
12.
632.
82.
42.
121.8差反行程标
1.
41.
61.
01.
31.
51.
41.
21.
01.
00.9准偏差
136239961707665659947424、图2V-W
3、灵敏度计算有实验线路图知本实验电桥为单臂不平衡电桥,其灵敏度为U=l/4U=2VB ialB
4、线性度计算这里,令X=W g,Y=V mVoX=0+20+40+……+180/10=90Y=
0.865+
12.6+
24.4+
36.55+
48.45+
60.55+
72.4+
84.5+
96.3+
108.05/10=
54.4665XY=0+20*
12.6+40*
24.4+60*
36.55+80*
48.45+100*
60.55+120*
72.4+140*
84.5+160*
96.3+180*
108.05/10=
6872.7X^2=20^2+40^2+60^2+80^2+100^2+120^2+140^2+160^2+180^2/10=11400YG=
0.865^2+
12.6-2+
24.4-2+
36.5512+
48.4512+
60.55-2+
72.4八2+
84.5-2+96・3八2+
108.05^2/10=
4143.5则线性度为Y=[XY-X Y]/SQRT{[X-2-X八2][Y2-Y八2]}=
1970.715/1970・9286=
0.99989由y约等于1知实验数据的线性度非常好,即验证了输出电压(或应变片电阻)与加载祛码重量成线性关系的理论推导
5、重复性计算,计算过程见表一SJ+尸右瓯Sf+S/尸1/20*
0.2618^2+
0.3665^2+
0.4188^2+
0.4712^2+
0.5759-2+
0.5236八2+
0.4188八2+
0.3665-2+
0.4712,2+
0.733A2+
1.4136-2+
1.623^2+
1.099^2+
1.361-2+1・5707^2+
1.466-2+
1.2565八2+
1.099八2+L047八2+
0.9424^2^
0.5=
0.9837则重复性一卫义100%小坐Wx100%=
2.745%
6、环境温度加热前温度稳定后T/℃2258电压/mV
0.22500得到温漂为△V/AT=2500-
0.2/58-22=
69.4mV/℃
7、温漂计算加热前温度稳定后T/℃2259电压/mV
1.0744得到温漂为△V/AT=744-1/59-22=
20.08mV/℃通过比较可知,再加入温度补偿后,输出电压的温漂明显减小这是由于桥臂2的温度补偿片与应变片1处于相同温度下,当温度变化时,两者产生相等的温漂电压变化,这两个变化的电压值通过电桥连接而抵消,故输出电压温漂减小
三、总结通过这次实验,我熟悉了金属箔应变计及电桥的工作原理,加深了对课本知识及对测试系统静态特性的理解,提高了动手能力,总的来说有很大的收获。