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5个应用传感器研究物理问题的事例

发布时间:2019-07-15 13:40

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  2014-03-02展开全部实验一 金属箔式应变片----单臂、半臂、全桥性能实验

  实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应,单臂、半臂、全电桥工作原理和性能。

  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:ΔR/R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,通过它转换被测部件受力状态变化、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Uο1=Ek??/4。在半桥性能实验中,不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边,电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压Uο2=Ek??/2。在全桥测量电路中,将受力性质相同的两应变片接入电桥对边,不同的接入邻边,当应变片初始阻力值:R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压Uο3=Ek??。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到改善。

  实验设备:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V、±4V直流电源、万用表。

  二、找出这三种电桥输出电压与加负载重量之间的关系,并作出Vo=F(m)的关系曲线。

  三、分析、计算三种不同桥路的系统灵敏度S=ΔU/ΔW(ΔU输出电压变化量,ΔW重量变化量)和非线%式中Δm为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差:yF??s满量程输出平均值,此处为200g。

  基本原理:扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条,接成电桥。在压力作用下,根据半导体的压阻效应,基片产生应力,电阻条的电阻率产生很大变化,引起电阻的变化,我们把这一变化引入测量电路,则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。

  实验设备:压力源、压力表、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、流量计、三通连接导管、数显单元、直流稳压源±4V、±15V。

  一、根据电子电路知识完成电路连接,主控箱内的气源部分、压缩泵、储气箱、流量计在主控箱内部已接好。将标准压力表放置传感器支架上,三通连接管中硬管一端插入主控板上的气源快速插座中(注意管子拉出时请用双指按住气源插座边缘往内压,则硬管可轻松拉出)。其余两根软导管分别与标准表和压力传感器接通。将传感器引线插头插入实验模板的插座中。

  三、合上主控箱上的气源开关,启动压缩泵,此时可看到流量计中的滚珠浮子在向上浮起悬于玻璃管中。

  四、逐步关小流量计旋钮,使标准压力表指示某一刻度,观察数显表显示电压的正、负,若为负值则对调传感器气咀接法。

  五、仔细地逐步由小到大调节流量计旋钮,使压力显示在4—14KP之间,每上升1KP分别读取压力表读数,记下相应的数显表值。



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