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金属箔电阻应变片传感器的应用实验

2008-6-4 11:08:46 13930

0 金属箔电阻应变片传感器的应用实验 [实验目的] 熟悉电阻应变片传感器的应用。 [实验原理] 1．金属箔电阻应变片交流全桥测量振幅。在试件（双平行悬臂梁）受到不同频率的信号（应变信号）激励时，其振幅不同，带给应变片的应力不同，应变桥转换后输出电压信号的幅度也不同。当激励频率和试件的固有频率相同时，产生共振。此时，应变桥输出电压幅度为最大。 2．金属箔电阻应变片交流全桥组成电子秤称重。试件在单向力的作用下产生的应力经应变桥和测量电路会输出相应的电压；在称重平台（置于磁钢上）上对已知等重砝码逐步标定，测得相应的线性数据和关系曲线，当对未知重物标定时，根据W~V 曲线，用插入法可大致确定其物重。 [实验单元] 1．振幅测量。交流应变全桥（箔式应变片）、平行式悬臂梁、音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、数字电压/频率表、示波器。 2．电子秤称重。音频振荡器、交流应变全桥（箔式应变片）、平行式悬臂梁、差动放大器、相敏检波器、低通滤波器、10 个20 克砝码、称重圆平台。 [实验内容] 1．金属箔电阻应变片传感器测量振幅。实验电路如图4-1。调节应变电桥时要使系统输出为零，且灵敏度为最大。悬臂梁受到的激励频率（应变信号）由低频振荡器输出后接至激振线圈II 产生。见图4-2。悬臂梁开始振动（先移去测微头）后振幅不宜过大，否则会造成应变片损坏。观察差动放大器输出波形（为一调幅波，其频率和低频振荡器输出信号频率相同，振幅按应变信号的变化规律变化。）和低通滤波器输出波形时注意调节示波器扫描时间。波形如图4-3。数字电压/频率表置2kHz 档，并接低频振荡器输出端，在固定低频振荡器幅值时改变其振荡频率，观察波形，读出系统电压输出最大幅值时的频率。图4-2 2．金属箔电阻应变片传感器组成电子秤称重。（3）取走砝码，在平台上加一未知重量的物品，记下电压表读数。（4）根据坐标上W—V 曲线得知物品的大致重量。 [注意事项] 悬臂梁激振时振幅不易太大，否则会造成应变片受损。 [实验附录] 应变片的动态特性。实验表明，机械应变波是以相同于声波的形式和速度在材料中传播的。当它依次通过一定厚度的基底、胶层（两者都很薄，可忽略不计。）和栅长L 而为应变（计）片所影响时，就会有时间的迟后。这种响应迟后对动态应变测量，尤会产生误差。应变片的动态特性就是指其感受随时间变化的应变时之响应特性。应变片对正弦应变波的响应是在其栅长L 范围内所感受应变量的平均值。因此，响应波的幅值将低于真实应变波，从而产生误差。 0
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