1、实验三 箔式应变片三种桥路性能研究及应用一、实验目的1 进一步熟悉连接电路；2 掌握三种电路的工作原理及输入与输出之间的关系；3 比较三种电桥的输出。4. 学会用变应式传感器做一个电子秤。二、实验原理说明实际使用的应变电桥的性能和原理。其工作原理与单臂电桥的基本原理是一样的。应变片是最常用的测力元件。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（本实验中的悬臂梁）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（电桥） ，转换成电信号输出显示。已知单臂、半桥和全桥电路的电阻相对变化率 r 分别为R/R、 2 R/R、 4 R/R。根据戴维南定理可以得
2、出测试电桥的输出电压近似等于是1/4Ur，电压灵敏度 Kv=V/r，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E、 1/2E 和 E。由此可知，当 E 和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值阻的大小无关。三、实验所需部件1 直流稳压电源（4V）2 电桥3 差动放大器4 箔式应变片5 测微头6 电压表四、实验电路WDR1R4R3 R2+4V-4V 1V+WDR1R4R3 R2+4V-4V 2V+五、实验步骤及内容（一） 双臂半桥的性能测试1 差放“调零”开启仪器电源，差放增益调至 100 倍（顺时针方向旋到底） ， “+，-”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用调零
3、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再变化。2 根据图（1）连接电路，接成双臂半桥的测试系统。其中，半桥中的R1、R2 为应变片，且受力方向不一样。3 装上测微头，调应变梁处于基本平衡状态。4 加上电源，调 WD 使系统输出为零。5 旋动测微头带动悬臂梁分别向上和向下运动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各 7.5mm，测微头每移动 1.5mm（即旋动圈）记录一下差动放大器输出电压值，记在表中。（二） 全桥的性能测试1 差放调零方法同（一）中的 1，不再赘述。2 根据图（2）连接电路，注意 R1、R2 、R3、R4 的受力方向。3 系统调零（即电桥调零
4、）方法同（一）中的 4。4 旋动测微头使悬臂梁向上和向下运动各 7.5mm，并记录差动放大器的输出结果，填入表中。位移 X（mm ） 0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5向上位移的输出V（V）0半桥向下位移的输出V（V）0向上位移的输出V（V）0全桥向下位移的输出V（V）0根据表中测试的结果，求出双臂半桥和全桥的灵敏度，并与单臂电桥的灵敏度进行比较。并在同一坐标中画出三种电桥的 V-X 的曲线图。六、利用前面所学的知识，用应变片做一个电子秤七、注意事项1 应变片接入电桥时注意其受力方向，一定要接成差动形式。2 直流激励电压不能过大，以免造成应变片自热而损坏。3 由于进行位移测量时测微头要从零旋到正的最大值，又回复到零，再旋到负的最大值，因此容易造成零点偏移，必须进行系统调零，在计算灵敏度时可将正 X 的灵敏度与负的 X 的灵敏度分开计算，再求平均值，以后实验中凡需过零的实验均可采用此种方法。
