一、实验目的
了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作的原理和性能。
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。电阻应变传感器主要由电阻应变片、弹性元件及测量转换电桥电路等组成。描述电阻应变效应的关系式为:
式中，
为电阻丝电阻的相对变化;k为应变灵敏系数;
，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的受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压Uo1=EkΔε/4。
三、需用器件与单元
CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、±15V电源、±4V电源、万用表。
四、实验步骤
1.根据图附1-1、图附1-2，应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模块左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
图附1-1 应变式传感器安装示意图
图附1-2 单臂电桥实验接线图
2.实验模块接入模块电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将CGQ-001实验模块调节增益电位器Rw1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的电压表电压输入端Vi相连，调节实验模块上调零电位器Rw2，使电压表显示为零(电压表的切换开关打到2V挡)。关闭主控箱电源。
3.将CGQ-013实验模块上应变式传感器的其中一个应变片R1(即模块左上方的R1)接入电桥，作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥(R5R6、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)，如图附1-2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使电压表显示为零。
4.在电子秤上放置一只砝码，读取电压表数值，依次增加砝码和读取相应的电压表值，直到200g砝码加完。记下实验结果并填入表附1-1。然后把砝码依次拿下来，并记录相应的数值，把结果填入表附1-2中，并画出反向特性曲线。
表附1-1 单臂电桥输出电压与加负载重量值
表附1-2 单臂电桥输出电压与加负载重量值
5.实验完毕，关闭电源。
根据表附1-1计算系统灵敏度S:S=Δu/ΔW
式中，Δu输出电压变化量;ΔW重量变化量
计算线性误差:δf1=Δm/y F·S×100%
式中，Δm为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差;y F·S为满量程输出平均值，此处为200g。
五、思考题
1.单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用哪一种? ( )
A.正(受拉)应变片 B.负(受压)应变片 C.正、负应变片均可
2.根据实验结果，画出实验正向和反向特性曲线，并分析。
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