实验一 应变片全桥性能实验

一、实验目的

了解电阻应变片的工作原理与应用，掌握应变片全桥电路工作特点与性能。

二、基本原理

式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。

箔式应变片全桥实验原理图如图1.1所示

图1.1 应变片全桥性能实验接线示意图

三、需用器件与单元

主机箱中的（步进可调）直流稳压电源、直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码

四、实验步骤：

应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的（传感器的左下）、（传感器的右下）、（传感器的右上）、（传感器的左上）为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设； 是固定电阻，是为应变片组成单臂、双臂电桥而设的其它桥臂电阻。加热器是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。

1、将托盘安装到传感器上，如图1.2所示。

图1.2 传感器托盘安装示意图

2、测量应变片的阻值

当传感器的托盘上无重物时，分别测量应变片的阻值。在传感器的托盘上放置10只砝码后再分别测量的阻值变化，分析应变片的受力情况（受拉力的应变片：阻值变大，受压力的应变片：阻值变小）。

3、实验模板中的差动放大器调零

按图1.3示意接线，将主机箱上的电压表量程切换开关切换到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关；调节放大器的增益电位器Rw3到合适位置（先顺时针轻轻转到底，再逆时针回转1圈）后，再调节实验模板放大器的调零电位器Rw4，使电压表显示为零。

图1.3 差动放大器调零接线示意图

4、全桥电路实验

关闭主机箱电源，按图1.4示意图接线，将可调电源调节到档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器Rw1，使主机箱电压表显示为零；然后将全部砝码放入，调节Rw3使主机箱电压表显示为300mV，将全部砝码拿走，再次调节Rw1，使主机箱电压表显示为零。重复上述步骤，直至全部砝码放入电压表显示300mV，没有砝码时显示为零。

在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码，读取相应的数显表电压值，记下实验数据；然后再依次取下一只砝码，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表1。实验结束，关闭电源。

图1.4 应变片全桥性能实验接线示意图

表1 应变全桥性能实验数据