实验二十一
传感器实验
传感器是将能感受的被测量按一定规律转换成可用输出信号的器件。被测量的量可以是物理量或者化学量等，可以是直接接触测量也可以是非接触测量。对于测量与控制系统而言，传感器是构成对外界物理量或者化学量加以检测的前端器件。传感器是实现信息化的基础技术之一，在当代科学技术领域中占有十分重要的地位。传感器已广泛应用于包括国防、环保、工业、农业、交通运输、日常生活等所有领域，并伴随着现代科学技术的进步而不断发展。传感器技术被认为是信息技术三大支柱之一。传感技术大体可分3代，第1代．是结构型传感器．它利用结构参量变化来感受和转化信号．例如：电阻应变式传感器，它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。第2代传感器是20世纪70年代开始发展起来的固体传感器，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成的．如：利用热电效应、霍尔效应、光敏效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。70年代后期，随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展，出现集成传感器．包括传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化．例如：电荷耦合器件CCD等等．这类传感器主要具有成本低、可靠性高、性能好、接口灵活等特点．第3代传感器是20世纪80年代刚刚发展起来的对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力的智能传感器，它是微型计算机技术与检测技术相结合的产物．本实验主要用电阻应变传感器来研究信号的传递。【实验目的】1观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。2测试应变梁变形的应变输出。3比较各桥路间的输出关系。【实验原理】金属的应变效应电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。应变片是最常用的测力传感元件，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化（金属的电阻图1应变效应）。通过测量电路，转换成电信号输出显示。在实际使用中常用的是箔式应变片，通常用照相制版或光刻腐蚀的方法制备。应变片及差动放大器，进行单臂、半桥和全桥实验，如图1为应变片传感器的电路图。
86
f根据直流电桥的原理，当电桥平衡时，电桥输出为零，即RR3R2R4。当R发生变化，就有电信号输出。当使用一个应变片时，有
RR当使用二应变片组成差动状态工作，则

R
24使用四应变片组成二个差动对工作，且R1R2R3R4r