上海电力学院
检测技术实验
f金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能实验
一、实验目的
了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。比较单
臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
二、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：
ΔRRKε
式中ΔRR为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，εΔLL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，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电
压的比例变化，电桥的输出电压反应了相应的受力状态。对单臂电桥输出
电压U01EKε4。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压
U02EKε2。全桥测量电路中其桥路输出电压U03KEε。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。
三、需用器件与单元
应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、
±4V电源、万用表自备。
四、实验步骤
1、根据图11应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应
变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上，可用
万用表进行测量判别，R1R2R3R4350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
f图11应变式传感安装示意图
2、接入模板电源±15V从主控箱引入，检查无误后，合上主控箱电
源开关，将实验模板调节增益电位器Rw3顺时针调节大致到中间位置，再进
行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主
控箱面板上数
显表电压输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示
为零数显表的切换开关打到2V档。关闭主控箱电源。
3、将应变式传感器的其中一个应变片R1即模板左上方的R1接入电桥
作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥R5、R6、R7模块内已连接好，
接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V从主控箱引入如图12所示。
检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为零。
图12应变式传感器单臂电桥实验接线图
4、在电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取
相应的数显表值，直到500g或200g砝码加完。记下实验结果填入表11，
关闭电源。
重量g
电
mv
压
f5、根据图13接线。R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和
R1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反一片受拉、一片受压的电阻
应变片作为电桥的相邻边。接入桥路电源±4V，调节电桥调r