传感器原理单臂桥实验报告

传感器原理〃单臂桥试验汇报单臂半桥全桥传感器试验汇报试验一金属箔式应变片一一单臂电桥性能试验

一、试验目的理解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能

二、基本原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为，式中△AR/R=K£R/R为电阻丝电阻相对变化,为应变敏捷系数，K£=/为电阻丝长度相对变化，金属箔式AI I应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完毕电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反应了对应的受力状态对单臂电桥输出电压Uol=EK e/4o图应变式传感器安装示意图

三、需用器件与单元应变式传感器试验模板、应变式传感器一电子秤、硅码、数显表、土电源、土15V4V控箱电源开关调整Rwlo、在电子称上放置一只祛码，读取4数显表数值，依次增长祛码和读取对应时数显表值，直到祛码加完记下试200g验成果填入表，关闭电源、根据表计算系统敏捷度5S,S=输出电压变化量；Au/AWAu重量变化量计算线性误差A W式中为输出值5fl=Am/yF•SX100%Am多次测量时为平均值与拟合直线的最大偏差,满量程输出平均值yF-S

五、试验数据由上图可知平均电压变化量u

18.7-

3.1/5+

22.0-

6.2/5+

25.2-

9.3/5+

28.4-

12.5/5+

31.5-

15.6^/5=

3.164mv篇三传感器试验汇报重庆邮电大学传感器试验汇报姓名李振洲学号216478班级5121201试验一金属箔式应变片一一单臂电桥性能试验

一、试验目的理解金属箔式应变片时应变效应，单臂电桥工作原理和性能

二、试验仪器双杆式悬臂梁应变传感器、电压温度频率表、直流稳压电源（）、差动放±4V大器、电压放大器、万用表（自备）

三、试验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式Rk1-1R式中R为电阻丝电阻相对变化；R为应变系数；k••|为电阻丝长度相对变化I金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件如图1-1（所示，将四个金属箔应变片、、、RI R2R3）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两R4侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩图双杆式悬臂梁称重传感器构造1-1图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联构成电桥如图信号调理电路所1-2示,为固定电阻，与应变片一R5=R6=R7=R起构成一种单臂电桥，其输出电压U0ER/R1-21R412R为电桥电源电压；E1R式・表明单臂电桥输出为非线性,12非线性误差为L=100%o2R图单臂电桥面板接线图1-2

四、试验内容与环节悬臂梁上的各应变片已分别接

1.到面板左上方的、、、上，可用RI R2R3R4万用表测量鉴别，Rl=R2=R3=R4=350Q o按图接好“差动放大器”和

2.1-2“电压放大器”部分，将”差动放大器”的输入端短接并与地相连，“电压放大器”输出端接电压温度频率表（选择）启动直流U,电源开关将“差动放大器”的增益调整电位器与“电压放大器”的增益调整电位器调至中间位置（顺时针旋转究竟后逆时针旋转圈），调整调零电位器使电压温度频率表5显示为零关闭“直流电源”开关（两个增益调整电位器的位置确定后不能改动）.按图接好所有连线，将应变式31-2传感器接入“电标”与、、构R1R5R6R7成一种单臂直流电桥“电桥”输出接到“差动放大器”的输入端，“电压放大器”的输出接电压温度频率表预热两分钟（直流稳压电源的要与放大器共地GND1j将千分尺向下移动，使悬臂梁处在

4.平直状态，调整使电压温度频率表显示Rwl为零（选择）U移动千分尺向下移读取数

5.

0.5mm,显表数值，依次移动千分尺向下移

0.5mm读取对应数显表值，直到向下移动0tl5mm,夜录试脸数搪填入表1-1o表1-1试验结束后，将千分尺向上旋转，

6.使悬臂梁恢复平直状态，关闭试验台电源，整顿好试验设备

五、试验汇报.根据试验所得数据绘制出电压一位1移曲线，并计算其线性度

六、注意事项试蔡所菜用时弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小因此，加在传感器上的压力不应过大，以免导致应变传感器的损坏！试验二金属箔式应变片一一半桥性能试验

一、试验目的比较半桥与单臂电桥时不一样性能，理解其特点

二、试验仪器同钛监

一三、试监原理（不一样受力方向时两只应变片、RI）接入电桥作为邻边，如图・电桥输R221出敏捷度提高，非线性得到改善,当两只应变片的阻值相似、应变系数也相似时，半桥时输出电压为U0式中EkER2-122RR为电阻丝电阻相对变化；R为应变系数；k••|为电阻丝长度相对变化；I为电桥电源电压E式・表明，半桥输出与应变片阻值21变化率呈线性关系图半桥面板接线图

四、试验内容与环节应变传感器已安装在悬臂梁上,可

1.参照图l-lo电源、万用表（自备）

四、试验环节:）根据图（・应变式传感器（电子

1.11秤）已装于应变传感器模板上传感器中各应变片已接入模板时左上方时、、、加热丝也接于模板上,RI R2R3R4o可用万用表进行测量鉴别,R1=R2=R3=加热丝阻值为左右R4=350Q,50接入模板电源（从主控台引入）,

2.±15V检查无误后，合上主控台电源开关，将试验模板调整增益电位器顺时针调整大体RW3到中间位置，再进行差动放大器调零，措施为将差放的正负输入端与地短接，输出端与主控台面板上数显表电压输入端相连，调整试验模板Vi上调零电位器使数显表显示为零RW4,（数显表时切换开关打到档）关闭主2V控箱电源（注意当、的位置一Rw3Rw4旦确定，就不能变化一直到做完试验三为止）将应变式传感器的其中一种电

3.）阻应变片（即模板左上方的接入电R1R1桥作为一种桥臂与、、接成直流电R5R6R7桥（、、模块内已接好），接好电R5R6R7桥调零电位器接上桥路电源（从RW1,+4V主控台引入）,此时应将士地与土地415短接如图・所示检查接线无误后，合12上主控台电源开关调整使数显表显RW1,示为零图应变式传感器单臂电桥试验接1-2线图.在电子称上放置一只祛码，读取4数显表数值，依次增长祛码和读取对应时数）显表值，直到（或祛码加完200g500g记下试验成果填入表口，关闭电源1表・单臂电桥测量时，输出电压与11加负载重量值根据表计算系统敏捷度

5.5=（输出电压变化量，重量AU/AW AUAW变化量）和非线性误差・式5fl=A m/yF100%中为输出值（多次测量时为平均值）Am SX与拟合直线的最大偏差满量程输出yF-o S）平均值，此处为（或200g500gt=

[20406080100120140160180200];r=

[481318222732374146];（）（）（）；aa=polyfit tr,l a=aa l,b=aa2,/a=

0.2352b=-

1.0667〃syms[R=a*T+b R=194B25*T-032856y=polyvalaa t;plott r#39;r*#39;////holdon plott,y#39;b-#39;hold off///数来legend#39;自:写论文网:传感器原WWw.XieLw.com理〃单臂桥试验汇报据点ri,Ri#39;,#39;拟合直线R=a*T+b#39;Lxlabel#39;x#39;,ylabel#39;y#39;数据点和拟合直线title#39;ri,Ri的图形R=T*a+b#39;敏捷度计算表达输出变化量,表达输入ysy x变化量x在本题中SU表达输出电压变化量,表达重U W量变化量？w都为w20g,Ul4mv U25mv U35mv U44///mv,U55mv,U65mv,U75mv,U84mv,U95mvsl

0.2mv/g,s

20.25mv/g,s

30.25mv/g,s

40.2mv/g,s50,25mv/g,s

60.25mv/g,s

70.25mv/gjs

80.2mv/g,s

90.25mv/gs=

0.2333mv/g非线性度的计算x=

[20406080100120140160180200];y=

[481318222732374146];3=20+40+60+80+100+120+140+160+180+200/10a=110b=4+8+13+18+22+27+32+37+41+46/10b

24.8000w=4H+80+130+180+22[]+270+320+370+410+460/lO w=

797.6000v=2OI3+4O+60+80+100+120团团团团团+140160180+20010v=团+团+团团/15400t=20*6+40*ll-60*14+80*20+100*24+120*30+140*36+160*43+180*49+200*56/101=%非线性度3926Y・・・Y=t a*b/sqrtv a*w bY=团团拟合度计算

1.5435[P/S]=polyfitfx^l p=

0.2352-

1.0667S=R:[2x2double]篇二传感器试验汇报传感器原理及应用试验报且验一金属箔式应变片一一单臂电桥性能试验

一、试验目的:理解金属箔式应变片时应变效应，并掌握单臂电桥工作原理和性能

二、基本原理、应变片的电阻应变效应1所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生对应地变化，这一物理现象称为“电阻应变效应”以圆柱形导体为例设其长为、半L径为、材料的电阻率为时，根据电阻的r P定义式得RL/AL/rH1—1当导体因某种原因产生应变时，其长度、截面积和电阻率的|变化为、L AP dL、对应的电阻变化为对式dA dPdRo1—1全微分得电阻变化率为dR/RdR/RdL/L2dr/rd/1—2式中为导体的轴向应变量dL/L力学得式中为=-u erl—3,11eL£为导体的横向应变量由材料L;dr/r Ie ro材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为左右；负号表达两者的变化方向相

0.3〜

0.5反将式代入式得1-31-2式阐明电阻dR/Rl2d/1—41—4应变效应重要取决于它时几何应变几何效应和自身特有的导电性能压阻效应、应变敏捷度2它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻时相对变化量金属导体时应变敏捷度重要取决于其几何效应；可取KdR/Rl21—5其敏捷度系数为dR/Rl2KdR/Rl2金属导体在受到应变作用时将产生电阻时变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比金属导体的电阻应变敏捷度一般在左右

2、箔式应变片的基本构造3金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上，粘贴直径为左右的金属丝或金属箔制成,如图

0.025mm所示1—1金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，与丝式应变片工作原理相似电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应而关系式为式中:为电阻丝电阻相对变AR/R=Ke AR/R化,为应变敏捷系数,£为电阻丝长K=AL/L度相对变化箔式应变片单臂电桥试验原理图4对单臂电桥输出电压幺

三、U01=EK e需用器件与单元应变式传感器试验模板、应变式传感器、祛码、数显表、电源、电源、万用表（自备）±15V±4V

四、试验环节:（）、根据图・应变式传感器已装113于应变传感器模板上传感器中各应变片已接入模板时左上方的、、、RI R2R3加热丝也接于模板上，可用万用表进R4行测量鉴别，加热丝阻Rl=R2=R3=R4=350Q,值为左右

50、接入模板电源（从主控箱2±15V引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将试验模板调整增益电位器顺时针调整Rw3大体到中间位置，再进行差动放大器调零，措施为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端Vi相连，调整试验模板上调零电位器使RW4,数显表显示为零（数显表的切换开关打到I档）关闭主控箱电源2V、将应变式传感器的其中一种应3）变片（即模板左上方的接入电桥作为R1R1（一种桥臂与、、接成直流电桥、R5R6R7R

5、模块内已连接好），接好电桥调零R6R7电位器接上桥路电源土Rwl,（从主控箱引入）如图所示合上主4V1-4。