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传感器原理及工程应用

资料介绍
cgqyl传感器原理与应用
实验指导书

李江全



石河子大学机电学院电气工程教研室 二 00 四年十月

实验一 金属箔式应变片单臂半桥
一、实验目的 了解金属箔式应变片单臂电桥的工作原理和工作情况。

二、实验原理 1、电阻丝的应变效应 金属箔式应变片测量应变的原理是基于电阻丝的应变效应,即: 电阻丝的电阻值随其变形而发生改变的现象称为电阻丝的应变效应。 当金属细丝由于受拉而伸长 时,其长度增大,截面积减小, 电阻丝的电阻值就增大;反之, 如果电阻丝因受压力而缩短,则 电阻值就减小。 由R = ρ
L ,可推导出: A

ΔR = K 0ε 应变和电阻变化之间的数学关系为: R

式中: K 0 ――电阻丝的应变灵敏数 此式表明了电阻的相对变化率与应变成正比,它们之间呈线性关系。 根据电阻丝的应变效应,使用时可将应变片粘贴于被测试件(弹性元件)的 表面上,当试件因受力变形时,电阻丝与弹性元件同时变形,引起应变片电阻值 发生变化,通过测量应变片阻值的变化就可得知试件的变形量。 2、金属应变片的直流性能实验:单臂、半桥、全桥。 金属应变片的工作原理基于应变片发生机械变形时,其阻值发生变化。应用 应变片测试时,应变片牢固地粘贴于被测试件表面上,当测件受力变形时,应变 片的敏感栅随同变形,阻值也发生相应变化。通过测量电路,将其转换为电压或 电流信号输出。 电桥电路是非电量电测最常用的一种方法,根据电桥的供桥电压不同,电桥 可分为直流电桥和交流电桥。 当直流电桥平衡时,即 R1.R3=R2.R4 电桥输出为零。在桥臂 R1、R2、R3、 R4 中,阻值的相对变化分别为△R1/R1、△R2/R2、△R3/R3、△R4/R4。桥路的 输出与εR=△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4 成正比。当使用一个应变片时,

εR=△R/R;当使用两个应变片时εR=△R1/R1
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