大学物理实验实验1微小形变的电测法
大 学 物 理 实 验 实验１ 微小形变的电测法
大学物理实验一、实验目的1．学习非电学量转换成电学量测量的方法，了解电阻应变片（传感器）的结构及工作原理。2．掌握电桥测电阻的方法，理解灵敏度对测量的影响。3．用电桥测量应变片电阻的微小变化，进而测定悬臂梁的应变
一、实验目的 大 学 物 理 实 验 1． 学习非电学量转换成电学量测量的方法，了解电 阻应变片（传感器）的结构及工作原理。 2． 掌握电桥测电阻的方法，理解灵敏度对测量的 影响。 3． 用电桥测量应变片电阻的微小变化，进而测定 悬臂梁的应变。
大学物理实验二、基本要求1.引入传感器的概念，介绍电阻应变片包括补偿片在本次实验中的作用。2.复习电桥电路、电桥测电阻的原理、平衡电桥法以及电桥灵敏度的概念。3.复习灵敏电流计的使用方法及注意事项
二、基本要求 大 学 物 理 实 验 1. 引入传感器的概念，介绍电阻应变片包括补偿片 在本次实验中的作用。 2. 复习电桥电路、电桥测电阻的原理、平衡电桥法 以及电桥灵敏度的概念。 3. 复习灵敏电流计的使用方法及注意事项
大学物理实验介绍微调电阻箱及保护电阻开关的用法。4.5.复习逐差法。6.实验方法及要求同讲义。数据处理同讲义。7.8.写出完整的实验报告
4. 介绍微调电阻箱及保护电阻开关的用法。 5. 复习逐差法。 6. 实验方法及要求同讲义。 7. 数据处理同讲义。 8. 写出完整的实验报告。 大 学 物 理 实 验
大学物勿理实验三、实验原理1.利用传感器电阻应变片，将微小的形变转换成电阻的变化来测量悬臂梁的主应变。2.应变片的工作原理：当应变沿应变片的主轴方向时，应变片的电阻变化率和试件（本实验为悬臂梁）的主应变成正比：ARARALR8r=CKRLK为应变片的灵敏系数，R是未加力时应变片阻值的初始值，△R是加力变形后应变片的电阻变化
1. 利用传感器——电阻应变片，将微小的形变转换 成电阻的变化来测量悬臂梁的主应变。 2. 应变片的工作原理：当应变沿应变片的主轴方向 时，应变片的电阻变化率和试件（本实验为悬臂梁） 的主应变成正比： K为应变片的灵敏系数，R是未加力时应变片阻值的初始值， ΔR是加力变形后应变片的电阻变化。 大 学 物 理 实 验 三、实验原理 ( ) x x R R L K L = = R L K R L =
大学物理实验3.本实验用平衡电桥测量应变片电阻的相对变化。接应变片接补偿片。RR图1-1悬臂梁示意图图1-2微小形变测量电路
大 学 物 理 实 验 3． 本实验用平衡电桥测量应变片电阻的相对变 化。 A B C 图1-1 悬臂梁示意图 K1 R R1 R2 Rx Ra Rb K2 K mA G E 接补偿片 接应变片 图1-2 微小形变测量电路 K3 R
大学物理实验4．所谓平衡电桥法，即将A处的应变片作为温度补偿片，B处的应变片作为传感器测量应变，用多体电阻箱、和微调电阻箱等组成一电桥，作为微小形变测量电路。电路如图1-2所示，调节R和R使灵敏电流计中无电流通过，此时灵敏电流计光标指为零，电桥平衡。根据电桥平衡条件有：RL(R. + R,)RR2若R、R、R,和R为已知，则可算出R的值来
大 学 物 理 实 验 4. 所谓平衡电桥法，即将A处的应变片作为温度补 偿片，B处的应变片作为传感器测量应变，用多体 电阻箱、和微调电阻箱等组成一电桥，作为微小 形变测量电路。 电路如图1-2所示，调节R2和Rb使灵敏电流计中 无电流通过，此时灵敏电流计光标指为零，电桥 平衡。根据电桥平衡条件有： 若R1、R2、Ra和Rb为已知，则可算出Rx的值来。 ( ) x Ra Rb R R R = + 2 1
大学物理实验四、实验仪器微调电阻箱多体电阻箱三个稳压电源滑线变阻器毫安表复射式灵敏电流计水平悬臂梁相同质量的码五个应变片温度补偿片单刀单掷开关保护电阻开关阻尼电键码托盘
大 学 物 理 实 验 四、 实验仪器 多体电阻箱三个 微调电阻箱 滑线变阻器 稳压电源 复射式灵敏电流计 毫安表 相同质量的砝码五个 水平悬臂梁 温度补偿片 应变片 单刀单掷开关 保护电阻开关 阻尼电键 砝码托盘
大学物理实验五、实验步骤测量温度补偿片的电阻值1.■如图1-2连接线路，调节R使电桥平衡。此时R的示值即为温度补偿片的阻值。测量应变2.■保持R,不变，去掉电阻箱R，接入应变片R。■调节电桥平衡后，R+R的值即为应变片的初始值。■逐渐加减码，记下相应的R+R，的读数3．按要求对数据进行处理
大 学 物 理 实 验 五、实验步骤 1． 测量温度补偿片的电阻值 ▪ 如图1-2 连接线路，调节R2使电桥平衡。此时R2的 示值即为温度补偿片的阻值。 2． 测量应变 ▪ 保持R2不变，去掉电阻箱R3，接入应变片Rx。 ▪ 调节电桥平衡后，Ra +Rb的值即为应变片的初始值。 ▪ 逐渐加减砝码，记下相应的Ra +Rb的读数 3. 按要求对数据进行处理
大学物理实验六、参考数据应变片灵敏度系数K=2.25土0.03应变片初始电阻R,=120.0072原始数据记录表30 mA， S =480 mm/Q)（测量条件：R=R=120Q，I=下行上行序号载荷(g)Ra+RbRa+Rb(n)(Q)(Q)(Q)(Q)150(托盘）120.057120.059120.0580.1512100120.105120.107120.1063150120.156120.156120.1560.1524200120.207120.211120.2095250120.256120.260120.2580.1536300120.309120.309120.309平均0.152
大 学 物 理 实 验 六、 参考数据 应变片灵敏度系数K=2.25±0.03 应变片初始电阻Rx =120.007 Ω 原始数据记录表 （测量条件：R1 =R2 = 120 ，I = 30 mA， S = 480 mm/） 序号 (n) 载 荷(g) 上行 Ra+Rb （） 下 行 Ra+Rb （） （） （） 1 50(托盘) 120.057 120.059 120.058 0.151 2 100 120.105 120.107 120.106 3 150 120.156 120.156 120.156 0.152 4 200 120.207 120.211 120.209 5 250 120.256 120.260 120.258 0.153 6 300 120.309 120.309 120.309 平 均 0.152