大连理工大学
大学物理实验报告
院(系) 材料学院 专业 材料物理 班级 0705
姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号
实验时间 2009 年 03 月 06 日,第二 周,星期 五 第 5-6 节
实验名称 电阻应变式传感器
教师评语
…… …… 余下全文
大连理工大学
大学物理实验报告
院(系) 材料学院 专业 材料物理 班级 0705
姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号
实验时间 2009 年 03 月 06 日,第二 周,星期 五 第 5-6 节
实验名称 电阻应变式传感器
教师评语
…… …… 余下全文
实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
一、实验目的:了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:
ΔR/R=Kε
式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化,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,通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反应了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。
三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。
四、实验步骤:
1、根据图(1-1)应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。
图1-1 应变式传感安装示意图
2、接入模板电源±15V(从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模板调节增益电位器Rw3顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大器调零,方法为将差放的正、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,调节实验模板上调零电位器RW4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)。关闭主控箱电源。
3、将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7模块内已连接好),接好电桥调零电位器Rw1,接上桥路电源±4V(从主控箱引入)如图1-2所示。检查接线无误后,合上主控箱电源开关。调节Rw1,使数显表显示为零。
…… …… 余下全文
实习报告
院系:电子通信工程系
班级:应电班
组别:第组
日期:20##年3月17日
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
一、实验目的:
了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:
ΔR/R=Kε
式中ΔR/R为电阻丝电阻的相对变化,K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化,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,通过它转换被测部位的受力状态变化,电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压U=EKε/4。
三、需用器件与单元:
应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。
四、实验步骤:
1、根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模块的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模块上,可用万用表进行测量判别,R1= R2= R3= R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。
2、接入模块电源±15V(从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模块调节增益电位器Rw3顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大器调零,方法为将差放的正、负输入端与地短接,输出端与主控箱面板上的数显表电压输入端Vi相连,调节实验模块上调零电位器Rw4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)。关闭主控箱电源。接线图如图所示:
…… …… 余下全文
实验一 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验
一、实验目的:了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:ΔR/R=Kε,式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化,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,通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压 Uo1= EKε/4。
三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器-电子秤、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。
四、实验步骤:
1.根据图(1-1)应变式传感器(电子秤)已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。
2.接入模板电源±15V(从主控台引入),检查无误后,合上主控台电源开关,将实验模板调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大器调零,方法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Vi相连,调节实验模板上调零电位器RW4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)。关闭主控箱电源(注意:当Rw3、Rw4的位置一旦确定,就不能改变。一直到做完实验三为止)。
3.将应变式传感器的其中一个电阻应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7模块内已接好),接好电桥调零电位器RW1,接上桥路电源±4V(从主控台引入),此时应将±4地与±15地短接。如图1-2所示。检查接线无误后,合上主控台电源开关。调节RW1,使数显表显示为零。
…… …… 余下全文
广东技术师范学院实验报告
一、 实验目的
了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
金属丝在外力作用下发生机械形变时,其电阻值会发生变化,这就是金属的电阻应变效应。金属的电阻表达式为:
(1)
当金属电阻丝受到轴向拉力F作用时,将伸长,横截面积相应减小,电阻率因晶格变化等因素的影响而改变,故引起电阻值变化。对式(1)全微分,并用相对变化量来表示,则有:
(2)
式中的为电阻丝的轴向应变,用表示,常用单位(1=1×)。若径向应变为,电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比表示为,因为=2(),则(2)式可以写成:
(3)
式(3)为“应变效应”的表达式。称金属电阻的灵敏系数,从式(3)可见,受两个因素影响,一个是(1+),它是材料的几何尺寸变化引起的,另一个是,是材料的电阻率随应变引起的(称“压阻效应”)。对于金属材料而言,以前者为主,则,对半导体,值主要是由电阻率相对变化所决定。实验也表明,在金属丝拉伸比例极限内,电阻相对变化与轴向应变成比例。通常金属丝的灵敏系数=2左右。
…… …… 余下全文
实验项目编码:
实验项目时数:2
实验项目类型:综合性() 设计性(√) 验证性()
一、实验目的
1.在《传感器技术》课程中,电阻应变式传感器是教学中的重点内容之一。通过本实验,了解半桥和全桥回路在电阻应变式传感器中的应用;熟悉应变片在受拉或受压时的特性;掌握桥式放大器在应变片输出信号中的应用。
二、实验内容及基本原理
(一)实验内容
本实验以金属箔式应变片为研究对象,通过设计不同的测量放大电路,来深入了解应变式传感器的原理以及特性。
(二)基本原理
电阻应变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,是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。
1.应变片的电阻应变效应
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相应地改变,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:L、半径为r、材料的电阻率为ρ时,根据电阻的定义式得
(1—1)
当导体因某种原因产生应变时,其长度L、截面积A 和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。对式(1—1)全微分得电阻变化率dR/R 为:
(1—2)
式中:dL/L 为导体的轴向应变量εL; dr/r 为导体的横向应变量εr由材料力学得:
(1—3)
…… …… 余下全文
电阻应变式传感器&压力传感器
——实验报告
院系:管理学院 姓名:胡阳 学号:PB12214074
电阻应变式传感器 实验内容
1、自己设法确认各传感器的受力是拉伸还是压缩力,并用图示说明。
2、利用所提供的元件连接单臂电桥,桥电压由万用表给出,记下零点电压。
3、依次增加砝码,测量单臂电桥的m~U定标曲线。有了定标曲线后,就作成了一台简易的电子秤。
提示:电子秤的量程约2公斤,请勿加载过重的物体,以免损坏应变片。
4、测量待测物体的质量。
5、连接全桥电路,重复1~3步。
6、比较电路的灵敏度。
7、实验总结
数据处理:
1.单臂,全桥的定标线
(一)单臂电桥
Linear Regression for Data1_B:
Y = A + B * X
Parameter Value Error
------------------------------------------------------------
A -53.17155 0.00501
B 0.00107 1.65553E-5
…… …… 余下全文