传感器技术实验报告
院（系）
机械工程系
专业
班级
姓名
同组同学
实验时间2014年
月
日，第
周，星期
第
节
实验地点
单片机与传感器实验室
实验台号
实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验
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。
二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码（每只约20g）、、数显电压表、±15V、±4V电源、
万用表（自备）。
三、实验原理：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组件，如图11所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。
图11
通过这些应变片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，如图12所示R5、R6、R7为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压
精品
f
U0

E4
R

1

1
RR

E4

RR

E4
k
2R
（11）
E为电桥电源电压，R为固定电阻值，式11表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差
为L


12

RR
100。
四、实验内容与步骤
1．图11应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4
上，可用万用表测量判别，R1R2R3R4350Ω。2．从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输
入端Ui短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档），调节电位器Rw3，使电压表显示为0V，
Rw3的位置确定后不能改动，关闭主控台电源。
图12应变式传感器单臂电桥实验接线图
3．将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥，见图12，接好电桥调零电位器Rw1，直流电源±4V（从主控台接入），电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，调节Rw1使电压表显示为零。
4．在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节Rw4，改变差动放大器的增益，使数显电压表显示2mV，读取数显表数值，保持Rw4不变，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，记录实验结果，填入表11，关闭电源。
表1－1
重量g
电压mV
精品
f五、注意事项
加在应变传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！六、实验报告
根据表1－1计算系统灵敏度S＝ΔUr