電阻式傳感器（qì）的單臂電橋性能實驗
2025-11-08 10:07一、實驗目的:
1、了解電阻應變式傳感器的基本結構與使用方法；
2、掌握電阻應（yīng）變式（shì）傳感器放（fàng）大電路（lù）的調試方法；
3、掌握單臂電橋電路（lù）的工作原理和性（xìng）能；
二、實驗所用單元:
電阻應變式傳感器、電阻與霍爾式傳感器（qì）轉換電路板（調零電橋）、差（chà）動放大器、直流穩壓（yā）電源（yuán）、數字電壓表、位移台架。
三、實（shí）驗原理及電（diàn）路:
1、電阻（zǔ）絲在外力（lì）作用下發生機械變形時，其阻值發生變化，這就是電阻應變效應，其關係為：ΔR/ R＝Kε，ΔR為電阻絲變化值，K為應變靈敏（mǐn）係數，ε為（wéi）電阻（zǔ）絲長度的相對變化量ΔL/ L。通（tōng）過測量電路將電阻變（biàn）化轉換為電流或電壓輸（shū）出。
2、電（diàn）阻應變式傳（chuán）感如圖1-1所示。傳感器（qì）的主要部分是上、下兩個懸（xuán）臂（bì）梁，四個電阻（zǔ）應變片貼在梁的根部，可組（zǔ）成單臂、半（bàn）橋與全橋電路，最（zuì）大測量範圍為±3mm。
1─外殼 2─電阻應變片 3─測杆 4─等截麵懸臂梁（liáng） 5─麵板接（jiē）線圖
圖1-1 電阻應變（biàn）式傳（chuán）感器
3、電阻應變式傳感的（de）單臂電橋電路如圖1-2所示，圖中R1、R2、R3為（wéi）固定，R為電阻應變片，輸出電壓UO＝EKε，E為電橋（qiáo）轉換（huàn）係數。
圖1-2 電阻式傳（chuán）感器單臂電橋實驗電路圖
四、實驗步驟：
1、固定好位移台架，將電阻應變（biàn）式傳（chuán）感器置於位移台架上，調節測（cè）微器使其指示15mm左右。將（jiāng）測微器裝（zhuāng）入位移（yí）台架上部的開口處，將測微器測杆使其與電阻應變式傳感器的測杆磁鋼吸合，然後調（diào）節兩個（gè）滾花螺母使電阻式應變（biàn）傳感器（qì）上的兩個懸梁處於水平狀態，兩個滾花螺母固定（dìng）在開口處（chù）上下兩側。
2、將實驗箱（實驗台內部已連接）麵板上的±15V和地端（duān），用導線接到（dào）差動放大器上；將放（fàng）大器放大倍數電位器RP1旋鈕（實驗台為增益旋鈕）順時針旋到終（zhōng）端位置。
3、用導線將差動放大（dà）器的正負輸入端短（duǎn）接，再（zài）將其輸出端接到數（shù）字電壓表（biǎo）的輸入端；電壓量程切換開關（guān）撥至20V檔（dàng）；接通電源開關，旋（xuán）動放大器的調零電位器（qì）RP2旋鈕，使電壓表指示向零趨近，然後切換到2V量程檔，旋動調零電位器RP2旋鈕使電壓表指示為零；此後調零電位器RP2旋鈕不再調（diào）節，根據實驗適當調節增益電位（wèi）器RP1。
4、按圖1-2接線，R1、R2、R3（電阻（zǔ）傳（chuán）感器部分固定電阻）與一個的應（yīng）變（biàn）片（piàn）構成單臂（bì）電橋（qiáo）形式。
5、調節平（píng）衡電位器RP，使數字電壓（yā）表指示（shì）接近零，然後旋動測（cè）微器使電壓表指示為零，此（cǐ）時測微器的讀數視為係統零位。分別上旋（xuán）和下旋測（cè）微器，每次0.4mm，上下各2mm，將位移量X和對（duì）應（yīng）的輸出電壓值UO記入下表中。
表 1-1
五、實驗報告1、根據表1-1中的實驗數據，畫出輸入/輸出特性曲線
，並且計算靈敏度和非線（xiàn）性（xìng）誤差。2、傳感器的輸入電（diàn）壓能否從＋5V提高到＋10V？輸入電壓的大小（xiǎo）取（qǔ）決於什麽？3、分析電橋（qiáo）測量電阻式傳（chuán）感器特性時存在非線性誤差的原因。
1、了解電阻應變式傳感器的基本結構與使用方法；
2、掌握電阻應（yīng）變式（shì）傳感器放（fàng）大電路（lù）的調試方法；
3、掌握單臂電橋電路（lù）的工作原理和性（xìng）能；
二、實驗所用單元:
電阻應變式傳感器、電阻與霍爾式傳感器（qì）轉換電路板（調零電橋）、差（chà）動放大器、直流穩壓（yā）電源（yuán）、數字電壓表、位移台架。
三、實（shí）驗原理及電（diàn）路:
1、電阻（zǔ）絲在外力（lì）作用下發生機械變形時，其阻值發生變化，這就是電阻應變效應，其關係為：ΔR/ R＝Kε，ΔR為電阻絲變化值，K為應變靈敏（mǐn）係數，ε為（wéi）電阻（zǔ）絲長度的相對變化量ΔL/ L。通（tōng）過測量電路將電阻變（biàn）化轉換為電流或電壓輸（shū）出。
2、電（diàn）阻應變式傳（chuán）感如圖1-1所示。傳感器（qì）的主要部分是上、下兩個懸（xuán）臂（bì）梁，四個電阻（zǔ）應變片貼在梁的根部，可組（zǔ）成單臂、半（bàn）橋與全橋電路，最（zuì）大測量範圍為±3mm。
1─外殼 2─電阻應變片 3─測杆 4─等截麵懸臂梁（liáng） 5─麵板接（jiē）線圖
圖1-1 電阻應變（biàn）式傳（chuán）感器
3、電阻應變式傳感的（de）單臂電橋電路如圖1-2所示，圖中R1、R2、R3為（wéi）固定，R為電阻應變片，輸出電壓UO＝EKε，E為電橋（qiáo）轉換（huàn）係數。
圖1-2 電阻式傳（chuán）感器單臂電橋實驗電路圖
四、實驗步驟：
1、固定好位移台架，將電阻應變（biàn）式傳（chuán）感器置於位移台架上，調節測（cè）微器使其指示15mm左右。將（jiāng）測微器裝（zhuāng）入位移（yí）台架上部的開口處，將測微器測杆使其與電阻應變式傳感器的測杆磁鋼吸合，然後調（diào）節兩個（gè）滾花螺母使電阻式應變（biàn）傳感器（qì）上的兩個懸梁處於水平狀態，兩個滾花螺母固定（dìng）在開口處（chù）上下兩側。
2、將實驗箱（實驗台內部已連接）麵板上的±15V和地端（duān），用導線接到（dào）差動放大器上；將放（fàng）大器放大倍數電位器RP1旋鈕（實驗台為增益旋鈕）順時針旋到終（zhōng）端位置。
3、用導線將差動放大（dà）器的正負輸入端短（duǎn）接，再（zài）將其輸出端接到數（shù）字電壓表（biǎo）的輸入端；電壓量程切換開關（guān）撥至20V檔（dàng）；接通電源開關，旋（xuán）動放大器的調零電位器（qì）RP2旋鈕，使電壓表指示向零趨近，然後切換到2V量程檔，旋動調零電位器RP2旋鈕使電壓表指示為零；此後調零電位器RP2旋鈕不再調（diào）節，根據實驗適當調節增益電位（wèi）器RP1。
4、按圖1-2接線，R1、R2、R3（電阻（zǔ）傳（chuán）感器部分固定電阻）與一個的應（yīng）變（biàn）片（piàn）構成單臂（bì）電橋（qiáo）形式。
5、調節平（píng）衡電位器RP，使數字電壓（yā）表指示（shì）接近零，然後旋動測（cè）微器使電壓表指示為零，此（cǐ）時測微器的讀數視為係統零位。分別上旋（xuán）和下旋測（cè）微器，每次0.4mm，上下各2mm，將位移量X和對（duì）應（yīng）的輸出電壓值UO記入下表中。
表 1-1
| X(mm) | 0 | ||||||||||
| UO(mV) | 0 |
，並且計算靈敏度和非線（xiàn）性（xìng）誤差。2、傳感器的輸入電（diàn）壓能否從＋5V提高到＋10V？輸入電壓的大小（xiǎo）取（qǔ）決於什麽？3、分析電橋（qiáo）測量電阻式傳（chuán）感器特性時存在非線性誤差的原因。 
