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成都工业学院实验报告
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实验地点： 实验日期：
实验目的：
1、了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。
2、了解金属箔式应变片，半桥的工作原理和工作情况。
3、了解金属箔式应变片，全桥的工作原理和工作情况。
4、验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。
实验原理：
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，
种利用电阻材料的应变效应工程结构件的内部变形转化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形变，然后由电阻应变片将弹性元件的形变转化为电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或者电流变化信号输出。它可用于能转化成形变的的各种物理量的检测。
本实验以金属箔式应变片为研究对象。
箔式应变片的基本结构：金属箔式应变片是在用茶酚、环氧树脂等绝缘材料
的基板上，粘贴直径为?0.025mm?左右的金属丝或者金属箔制成，如图所示：
(a)丝式应变片 （b）箔式应变片
图?1-1?金属箔式应变片结构
金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，与丝式应变
片工作原理相同。电阳丝在外力的作用下发生机械形变时，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。式中为电阻丝电阻的相对变化，K为应变灵敏系数，为电阻丝长度相对变化。
为了将电阻应变式传感器的电阻变化转化成电压或者电流信号，在应用中一
般采用电桥电路作为测量电路。电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。能较好地满足各种应变测量要求，因此在测量应变中得到了广泛的应用。
电路电桥按其工作方式分有单臂、半桥、全桥三种，单臂工作输出信号最小
线性、稳定性较差;双臂输出是单臂的两倍，性能比单臂有所改善；全桥工作时的输出是单臂的四倍，性能最好。因此，为了得到较大的输出电压一般采用半桥或者全桥工作。
实验仪器：
可调直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、电压/频率表、主、副电源。
实验内容及操作步骤：
1、了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为
棕色衬底箔式结构小方薄片。上下两片梁的外表面各贴两片受力应变片和一片补
偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。
当应变梁收到拉力时，各应变片电阻值变化如下：
将差动放大器调零，连接图如图所示：用连线将差动放大器的(+)、一）
与地短接，将差动放大器的输出端与电压/频率表的输入插口?V相连，电压/频率表量程切换开关切换到?2V?档，开启主、副电源，调节差动放大器的增益到最大位置，然后调节差动放大器的调零旋钮，使电压/频率表显示为零，关闭主、副电源。
3、根据图1-5接线（图1-4为原理图）。RI、R2、R3为电桥单元的固定电阻，Rx为应变片。将可调直流稳压电源调节到士4V档，电压/频率表量程切换开关置20V档，调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1电位器，使电压/频率?表显示为零，然后将电压/频率表量程切换开关置2V档，缓慢调节电桥W1电位器，使电压/频率表显示为零。
4、将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平行梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测徽头支柱的高度（梁的自由端跟随变化，使电压/领率表显示U接近零，再旋动测微头，使电压/频率表显示为零（细调零)，记录此时的测微头刻度即为零位的相应刻度。
5、往上或往下旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记录电压/频率表示数
(建议每旋动测微头一周（即）记一个数值）并填入表1-1中。
6、根据所得结果计算系统灵敏度。
7、按图1-6半桥接线。调整测微头，使双平行梁处于水平位置（目测），可调直流稳压电源调节到士4V档，打开主、副电源，选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器?W1，使电压/频率表显示为零（示数若稍有跳动需预热几分钟才能稳定下来）。重复步骤4、5、6，完成半桥测量。
8、将接入半桥相邻桥臂的应变片改为同相，重复步骤7，比较两种接法输
出电压变化情况。
9、按图1-7全桥接线。调整测微头，使双平行梁处于水平位置（目测），可调直流稳压电源调节到土4V档，打开主、副电源，选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使电压/频率表显示为零(示数若稍有跳动需预热几分钟才能稳定下来）。重复步骤4、5、6，完成全桥测量。
实验结果及分析：
表 SEQ 表 \* ARABIC 1 单臂电桥输出电压与位移的关系
位移（mm）
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
电压（mv）
13
26
37
54
68
82
96
111
表 SEQ 表 \* ARABIC 2 半桥电路输出电压与位移的关系
位移（mm）
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
电压（mv）
25
56
82
112
143
172
203
234
表 SEQ 表 \* ARABIC 3 全桥电路输出电压与位移的关系
位移（mm）
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
电压（mv）
48
104
166
219
278
335
392
454
表 SEQ 表 \* ARABIC 4 半桥同向电路输出电压与位移的关系
位移（mm）
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
电压（mv）
0
3
3
1
1
3
3
4
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