实验力学-应变片

自动检测实验指导书实验一 电阻应变片性能测试及应用一、实验目的：1． 观察了解应变片的结构及粘贴方式。

2． 测试应变梁变形的应变输出，比较各桥路间的输出关系。

二、实验原理：应变片是最常用的测力传感元件。

当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，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。

通过测量电路，转换成电信号输出显示。

电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R 1、R 2、R 3、R 4中，电阻的相对变化率分别为△R 1／R 1、△R 2／R 2、△R 3／R 3、△R 4／R 4，当使用一个应变片时，R R R ∆=∑；当二个应变片组成差动状态工作，则有RR R Δ2=∑；用四个应变片组成二个差动对工作，且R 1＝R 2＝R 3＝R 4＝R ，RR R Δ4=∑。

由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。

三、实验设备：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g ）、实验装置9000型（数显表、±15V 电源、±4V 电源）、万用表(自备)。

四、实验步骤：（一） 金属箔式应变片单臂电桥性能实验1、观察应变片。

根据图1,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左上方的R1、R2、R3、R4标志端。

加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值约为50Ω左右。

2、实验模板放大电路调零，方法为:①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，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置，②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电压表输入端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)，完毕关闭主控箱电源。

应变片实验报告
实验名称：应变片实验
实验目的：通过应变片实验，研究材料在受力过程中的应变情况。

实验原理：
应变片是一种用于测量物体受力时产生的应变的传感器。

其原理基于电阻应变效应，即应变片在受力作用下会发生微小形变，从而改变其电阻值。

通过测量电阻值的变化，可以获知材料的应变情况。

实验仪器和材料：
1. 应变片
2. 电流源
3. 万用表
实验步骤：
1. 将应变片粘贴在需要测量应变的材料表面。

2. 将电流源与应变片相连，调整电流源的输出电流。

3. 使用万用表测量应变片上的电阻值。

4. 在材料上施加不同的受力，记录电阻值随受力变化的情况。

5. 根据电阻值的变化计算应变大小。

实验结果：
根据实验数据记录的电阻值随受力变化的情况，可以得到应变片的应变曲线。

根据应变曲线可以分析材料在受力过程中的应
变行为，如线性弹性应变、屈服应变等。

根据测得的电阻值变化，还可以计算出材料的应变量。

实验结论：
通过应变片实验，可以获知材料在受力过程中的应变情况，并分析材料的力学性能。

应变片作为一种常用的力学测试传感器，具有灵敏度高、测量精度高等优点，在工程领域有着广泛的应用。

实验一应变片实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。

二、基本原理：1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。

根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。

对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R为：（1—2）由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。

将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。

2、测量电路为了将电阻应变式传感器的电阻变化转换成电压或电流信号，在应用中一般采用电桥电路作为其测量电路。

电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。

基本电路如图1—2（a）、（b）、（c）所示。

（a）单臂（b）半桥（c）全桥图1—2 应变片测量电路（a）、单臂Uo＝U①－U③＝〔(R4＋△R4)／(R4＋△R4＋R3)－R1／(R1＋R2)〕E＝｛〔（R1＋R2）（R4＋△R4）－R1（R3＋R4＋△R4）〕／〔（R3＋R4＋△R4）（R1＋R2）〕｝E 设R1＝R2＝R3＝R4，且△R4／R4＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε。

则Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)Kε E(b)、双臂(半桥)同理:Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)Kε E(C)、全桥同理:Uo≈(△R／R)E＝Kε E6、箔式应变片单臂电桥实验原理图图1—3 应变片单臂电桥实验原理图图中R1、R2、R3为350Ω固定电阻，R4为应变片； W1和r组成电桥调平衡网络，供桥电源直流±4V。

实验一应变片单臂特性实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。

二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。

一种利用电阻材料的应变效应，将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。

可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。

1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。

以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。

对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3----0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。

将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。

2、应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。

(1)、金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）其灵敏度系数为：K=金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。

金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。

(2)、半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。

传感器实验----金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较【实验目的】了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。

验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。

【所需单元及部件】直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、一片应变片、电压/频率表、电源, 重物加在短小的圆盘上。

【旋钮初始位置】直流稳压电源打到±2V 挡，电压/频率表打到2V 挡，差动放大增益最大。

【应变片的工作原理】当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。

设有一根长度为L 、截面积为S 、电阻率为ρ的金属丝，在未受力时，原始电阻为 （1-1）当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长ΔL ，横截面积相应减小ΔS ，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变Δρ，故引起电阻值变化ΔR 。

对式（1－1）全微分，并用相对变化量来表示，则有:ρρ∆+∆-∆=∆S S L L R R （1-2） 【测量电路】应变片测量应变是通过敏感栅的电阻相对变化而得到的。

通常金属电阻应变片灵敏度系数K 很小，机械应变一般在10×10-6～3000×10-6之间，可见，电阻相对变化是很小的。

例如，某传感器弹性元件在额定载荷下产生应变101000⨯=ε-6，应变片的电阻值为Ω120，灵敏度系数K=2,则电阻的相对变化量为⨯⨯==∆10002εK RR10-6=0.002，电阻变化率只有0.2%。

这样小的电阻变化，用一般测量电阻的仪表很难直接测出来，必须用专门的电路来测量这种微弱的电阻变化。

最常用的电路为电桥电路。

（a ）单臂 （b ）半桥 （c ）全桥图1-1 应变电桥直流电桥的电压输出当电桥输出端接有放大器时，由于放大器的输入阻抗很高，所以，可以认为电桥的负载电阻为无穷大，这时电桥以电压的形式输出。

输出电压即为电桥输出端的开路电压，其表达式为U R R R R R R R R U ))((432142310++-=（1-3）设电桥为单臂工作状态，即1R 为应变片，其余桥臂均为固定电阻。

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、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：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L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，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。

对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。

三、需用器件与单元：主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、1位数显万用表（自备）。

托盘、砝码、42图1 应变片单臂电桥性能实验安装、接线示意图四、实验步骤：应变传感器实验模板说明：实验模板中的R1、R2、R3、R4为应变片，没有文字标记的5个电阻符号下面是空的，其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设，图中的粗黑曲线表示连接线。

1、根据图1〔应变式传感器（电子秤传感器）已装于应变传感器模板上。

传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的R1、R2、R3、R4和加热器上。

传感器左下角应变片为R1；右下角为R2；右上角为R3；左上角为R4。

当传感器托盘支点受压时，R1、R3阻值增加，R2、R4阻值减小，可用四位半数显万用进行测量判别。

常态时应变片阻值为350Ω，加热丝电阻值为50Ω左右。

〕安装接线。

2、放大器输出调零：将图1实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接(V i＝0)；调节放大器的增益电位器R W3大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转2圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器R W4，使电压表显示为零。

3、应变片单臂电桥实验：拆去放大器输入端口的短接线，将暂时脱开的引线复原(见图1接线图)。

实验三应变片全桥性能实验一、实验目的：了解应变片全桥工作特点及性能。

掌握测量方法。

二、基本原理：应变片基本原理参阅实验一。

应变片全桥特性实验原理如图3—1所示。

应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。

当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压Uo≈(△R／R)E＝KεE。

其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。

图3—1应变片全桥性能实验接线示意图三、需用器件和单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。

四、实验步骤：将实验数据填入表3作出实验曲线并进行灵敏度和非线性误差计算。

实验完毕，关闭电源五、实验结果及分析位移（mm）0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0电压（mv）0 -0.03 -0.07 -0.10 -0.14 -0.17 -0.20位移（mm）-3.5 -4.0 -4.5 -5.0 -5.5电压（mv）-0.23 -0.27 -0.30 -0.34 -0.37位移（mm）0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0电压（mv）0.01 0.05 0.09 0.13 0.18 0.23 0.27位移（mm） 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5电压（mv）0.32 0.36 0.41 0.46 0.51最小二乘法拟合如图所示由此可知灵敏度为0.07935，经计算最大非线性误差为0.039mv，线性度为7.69%。

六、实验心得实验中应变梁的自由端产生负位移后，重新回到位移原点时，其电压值并不为零，这体现了传感器的迟滞。

迟滞误差在本次拟合中修正了。

应变片实验报告引言：应变片是一种常见的用于测量物体应变的传感器。

它们可以在各种领域中应用，如结构工程、材料研究和机械设计等。

本实验旨在通过进行一系列实验，探究应变片的基本原理、测量方法以及应用前景。

实验一：应变片的基本原理应变片是一种金属薄膜传感器，利用金属材料在受力作用下发生应变的特性来进行测量。

在实验中我们选取了常见的金属材料，如铜和铝，制备了应变片，并在实验设备中对其施加压力，观察应变片的变化。

实验结果显示，当应变片受到受力作用时，其形状发生微小变化，从而引起电阻值的变化。

这是因为金属材料的应变会改变其电阻值，进而反映在应变片中，我们可以通过测量电阻值的变化来间接获取物体的应变情况。

实验二：应变片的测量方法在实验二中，我们探究了应变片的测量方法，并尝试使用应变片测量不同物体在受力情况下的应变程度。

实验中我们选取了不同形状和材质的物体，如横梁和钢筋，通过将应变片粘贴在物体的特定位置，再施加一定的受力，以模拟真实工况。

实验结果表明，应变片对物体的应变情况具有高度的灵敏度和准确性。

通过测量应变片的电阻变化，我们可以获取物体在受力作用下的应变变化情况。

同时，不同形状和材质的物体在受力情况下会有不同的应变响应，这为我们在实际工程中的应用提供了一定的参考。

实验三：应变片的应用前景应变片因其高灵敏度和广泛的应用领域，在工程和科研中有着广泛的前景。

在实验三中，我们重点探讨了应变片在结构工程中的应用。

实验结果显示，通过将应变片粘贴到各种结构物上，我们可以实时监测物体在受力情况下的应变情况，从而评估结构物的稳定性和安全性。

这对于桥梁、建筑物和航天器等关键设施的设计和维护具有重要意义。

同时，应变片还可用于材料研究和机械设计中，帮助科学家和工程师更好地了解材料的变形行为和机械受力情况。

结论：本实验通过一系列的实验研究，系统探究了应变片的基本原理、测量方法以及应用前景。

实验结果表明，应变片是一种准确、灵敏且广泛应用于工程和科研领域的传感器。

实验二十五直流电桥与金属箔式应变片性能一、实验目的1.了解金属箔式应变片、单臂电桥的工作原理和工作情况。

2.验证金属箔式应变片单臂、半桥、全桥的性能及其相互关系。

二、实验所需部件CSY10B传感器系统实验仪、应变式传感器、金属箔式应变片、铜质砝码、电桥模块、差动放大器、数显电压表。

三、实验原理1、电阻应变式传感器简介1.1、电阻应变式传感器的结构将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数的电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器由弹性敏感元件与电阻应变片构成。

弹性敏感元件在感受被测量（如受力）时将产生变形，其表面产生应变。

粘贴在种弹性敏感元件上的电阻应变片的电阻值也产生相应的变化。

电阻应变片的作用实际上就是传感器中的转换元件。

1.2、电阻应变片的工作原理金属的应变效应：金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化的现象称为“金属的电阻应变效应”。

利用金属应变效应制造的电阻应变片常见的有“丝式”和“箔式”。

这种应变片电阻温度系数较小，但灵敏度较低。

半导体压阻效应：半导体材料的电阻随作用应力而变化。

利用半导体压阻效应制造的电阻应变片一般为“单根状”。

这种应变片灵敏度较高，但电阻温度系数较大。

此外还有“薄膜应变片”，是一种很有前途的新型应变片。

1.3、电阻应变片的主要参数（1）电阻值R0指未安装的应变片，在不受外力的情况下，室温条件下测定的电阻值，也称原始值。

应变片的电阻值趋于标准化，有60Ω、120Ω、350Ω、600Ω、1000Ω等等，其中120Ω为最常用。

10Ω。

（2）绝缘电阻：一般应大于10（3）灵敏系数KI（4）允许电流Max2、测量原理电阻丝在外力作用下发生机械形变时，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：εK RRR =∆∑＝（1） 式中，RR R ∆∑＝为电阻丝电阻相对变化量，K 为应变灵敏系数,l l∆=ε为电阻丝长度相对变化量。

应变片全桥实验报告应变片全桥实验报告一、引言应变片是一种用于测量物体应变变化的传感器，广泛应用于工程、材料科学以及生物医学等领域。

本实验旨在通过应变片全桥实验，探究应变片的工作原理、测量方法以及应变片在不同应变条件下的性能表现。

二、实验原理1. 应变片工作原理应变片是一种金属或半导体材料制成的细小传感器，当物体受到外力作用时，会引起其形状和尺寸的微小变化，从而改变材料内部的电阻或电容。

应变片全桥利用应变片的电阻变化来测量物体的应变程度。

2. 应变片全桥电路应变片全桥电路由四个应变片组成，分别连接在电桥的四个臂上。

其中两个应变片处于拉伸状态，另外两个处于压缩状态。

当物体受到外力作用时，拉伸和压缩的应变片的电阻值会发生变化，从而导致电桥的电势差发生变化。

3. 应变片的测量方法通过测量电桥的电势差变化，可以计算出应变片的应变程度。

常用的测量方法有电压法和电流法。

电压法通过测量电桥两端的电压差来计算应变片的应变值，而电流法则通过测量通过电桥的电流大小来计算应变片的应变值。

三、实验步骤1. 搭建应变片全桥电路根据实验要求，搭建应变片全桥电路，确保电桥的四个臂上分别连接了四个应变片。

2. 调整电桥平衡通过调节电桥上的可变电阻，使得电桥平衡，即电桥两端的电势差为零。

3. 施加外力在已搭建好的电桥上施加外力，可以通过拉伸或压缩物体来引起应变片的应变变化。

4. 测量电势差变化使用电压表或电流表，测量电桥两端的电势差变化。

记录不同外力条件下的电势差值。

5. 计算应变值根据测得的电势差值，利用已知的公式计算应变片的应变值。

四、实验结果与分析根据实验数据，我们可以绘制应变片的应变-电势差曲线。

通过分析曲线的趋势，可以得出以下结论：1. 应变片的应变与电势差呈线性关系，即应变越大，电势差变化越大。

2. 应变片的灵敏度与材料的选择有关，不同材料的应变片具有不同的灵敏度。

3. 在一定应变范围内，应变片的灵敏度基本稳定，超过该范围后，灵敏度会下降。

一、实验目的1. 了解应变片的工作原理和性能特点。

2. 掌握应变片在电桥电路中的应用。

3. 学习如何通过电桥电路测量应变片的电阻变化。

4. 分析应变片的线性度、灵敏度等性能指标。

二、实验原理应变片是一种将力学量（如应力、应变等）转换为电阻变化的传感器。

其工作原理基于应变片材料的电阻应变效应，即当材料受到外力作用时，其电阻值会发生相应的变化。

本实验采用金属箔式应变片，通过电桥电路将应变片的电阻变化转换为电压输出。

三、实验器材1. 金属箔式应变片2. 电桥电路3. 测量电路4. 稳压电源5. 数字多用表6. 负载（砝码）7. 支架四、实验步骤1. 将金属箔式应变片粘贴在支架上，确保其受力均匀。

2. 搭建电桥电路，将应变片接入电桥电路中。

3. 调整电桥电路，使电桥处于平衡状态。

4. 在应变片上施加不同大小的力，观察电桥电路输出电压的变化。

5. 记录不同力值下电桥电路的输出电压。

6. 分析应变片的线性度、灵敏度等性能指标。

五、实验结果与分析1. 线性度分析通过实验数据，绘制应变片电阻值与应变值的关系曲线，观察曲线的线性度。

实验结果表明，金属箔式应变片的线性度较好，满足实际应用需求。

2. 灵敏度分析计算应变片在不同应变值下的电阻变化率，即灵敏度。

实验结果表明，金属箔式应变片的灵敏度较高，能够有效地将力学量转换为电阻变化。

3. 温度影响分析观察应变片在不同温度下的电阻变化，分析温度对应变片性能的影响。

实验结果表明，金属箔式应变片对温度的敏感性较高，需要考虑温度补偿。

六、实验结论1. 金属箔式应变片是一种将力学量转换为电阻变化的传感器，具有较好的线性度和灵敏度。

2. 电桥电路能够有效地将应变片的电阻变化转换为电压输出，适用于实际应用。

3. 需要考虑温度对应变片性能的影响，采取相应的补偿措施。

七、实验拓展1. 研究不同类型应变片的性能特点，比较其优缺点。

2. 探讨应变片在不同领域的应用，如力传感器、位移传感器等。

课程 传感器原理及应用 学号 姓名 成绩 实验名称 实验一 单臂、半桥、全桥应变片特性实验 一、实验目的：了解电阻应变片的应变效应；比较单臂、半桥、全桥应变片的灵敏度；掌握数据处理的方法。

二、实验原理：图1为全桥应变片特性实验电路，平衡时，R 4R 2=R 1R 3，电压表指示为0。

当应变片受力时，应变电阻的阻值将会发生变化，即：R 4+∆R 、R 2+∆R 、R 3-∆R 、R 1-∆R ，此时电桥不平衡，电压表有指示，将应力转换成电压。

为了克服桥臂电阻不一致形成的误差，设置了W 1和r 的调零环节。

当R 1、R 2为普通电阻时，实验电路为半桥应变电路，其输出电压是全桥的一半。

当R 1、R 2、R 3均为普通电阻时，实验电路为单臂应变电路，其输出电压是半桥的一半。

三、实验设备：传感器实验箱1台、20克砝码10个、连接线若干。

四、实验预习要求：复习教材中应变式传感器章节。

五、实验步骤 1、实验箱通电预热。

2、将差分放大器模块的同相输入端V +和反相输入端V -均接地，输出端接实-4V +4V图1R 1 R 2R 3R 4rW 1验箱的电压表，调节“调零”电位器，使差分放大器模块输出为零。

“增益”电位器顺时针调到最大后再逆时针回调半圈。

3、将图1接成单臂应变电路，调节平衡电位器“W 1”，使电压表指示最小。

4、将10个20克的砝码依次放在应变梁托盘上，将电压表的示值填入表1。

5、将图1接成半桥应变电路，调节平衡电位器“W 1”，使电压表指示最小，按步骤4的要求完成表1的内容。

6、按图1全桥应变电路，调节平衡电位器“W 1”，使电压表指示最小，按步骤4的要求完成表1的内容。

7、按表1的原始数据分别进行数据处理：（1）作应力/电压特性图；（2）计算电压灵敏度WUK ∆∆=，其中U ∆为输出电压平均变化量，W ∆为重量变化量；（3）用平均选点法拟合直线bx a y +=，其中1212x x y y b --=，22b a -==11b -，而5511∑==i iUy ，5511∑==i iWx ，51062∑==i iUy ，51062∑==i iWx 。

班级：学号：姓名：组别：试验一电阻应变片灵敏系数的测定报告一、试验目的掌握通用电阻应变片灵敏系K值的测定方法。

二、试验设备及仪表1 静态电阻应变仪；2 等应力梁；3 待测电阻应变片。

图1 试验材料准备三、试验方法测试装置见教材第九章附图1.1。

灵敏系数K值是电阻应变片的输入和输出的比值，其准确性是保证测量结果真实性的保证，出厂标称K值有时存在误差，对要求较高的应变测点，有必要进行灵敏系数K值测量。

具体步骤：1 在等应力梁上沿轴向准确贴好应变片；2 用全桥将应变片接入应变仪，灵敏系数调节器旋钮置于某任意选定的K仪=2）；值（如K仪3 应变初始置零，并保证其漂移量小于教材P.54页静态应变仪要求。

然后给等应变梁逐级加砝码，由钢梁所加重量换算出已知应变ε计（梁的材料弹性模量已知）；=MEWε计，式中：M —贴片处截面处的弯矩，E —梁弹性模量，W —贴片处抗弯截面模量。

4 由应变仪测取每级荷载下的应变值ε仪记入表格（附表1.1）。

对测定的应变片，均需要加卸荷载三次，从而得到三组灵敏系数K 值，再取三组的平均值即为所代表的同批产品的平均灵敏系数K 值。

5 按试验过程算出灵敏系数K 值附表1.1加载 项目9.97 N19.95 N 29.9N1点 2点 3点 4点 1点 2点 3点 4点 1点 2点 3点4点 第一次ε仪1（με） 第二次ε仪2（με） 第三次ε仪3（με）实测平均ε仪（με） 111 222 332 计算应变ε计（με）113 226 339 K=K εε仪仪计1.961.961.96 注：计算应变ε计的计算过程可另附页，K 仪为仪器随意设置的灵敏度。

现场试验完成图长：363 mm 厚：4.5 mm 宽：46 mm g：10 N/kg E:2.06*10^11 paW=1/6*0.046*0.0045^2=1.5525*10^(-7) N/(M^2)M=9.97*0.363=3.61911 N·M ε=3.61911/(2.06*10^11*(1.5525*10^(-7)))*10^6=113 1M=19.95*0.363=7.24185 N·M ε=7.24185/(2.06*10^11*(1.5525*10^(-7)))*10^6=226 2M=29.9*0.363=10.8537 N·M ε=10.8537/(2.06*10^11*(1.5525*10^(-7)))*10^6=339 3K=111/113*2=1.961K=222/226*2=1.962K=332/339*2=1.963%=(113-111)/111*100％=1.8％1%=(226-222)/222*100％=1.8％2%=(339-332)/332*100％=2.1％3实验心得班级: 学号：姓名：组别这次实验做的是关于电阻应变片的实验，反映的是应变片对所测地方发生形变时测量出的数据的灵敏程度。

应变片测力实验综述报告本文在CSY-2000D传感器与测试技术实验台基础上，从实验目的、实验原理、实验步骤等几方面详细阐述了电阻应变片测力的工作原理以及应变片电桥测量电路，并要求学生利用labview编写程序对实验数据采用最小二乘法实现线性拟合从而计算系统灵敏度和非线性度。

标签：应变片；电桥；Labview；最小二乘法1 實验项目（1）应变片直流电桥测力实验-半桥单臂；（2）应变片直流电桥测力实验-半桥双臂；（3）应变片电桥测力实验-全桥。

2 实验目的（1）掌握应变片的基本原理以及应变片在使用过程中的贴片方式；（2）掌握应变片后续转换电路（直流电桥）的三种形式及特点；（3）掌握数据处理的方式并利用labview编写程序对实验数据采用最小二乘法实现线性拟合得到系统灵敏度和非线性度。

3 实验条件实验仪器：CSY-2000D传感器与测试技术实验台、相关实验模块，见图1所示。

电源：直流电源（4V、15V）。

其他辅助设备：5个20g小砝码、放置砝码的托盘、电压表4 实验原理本实验中应变片式力传感器包括两部分：粘贴了四片应变片的悬臂梁和转換电路（电桥）。

当我们在悬臂梁上托盘放置砝码时，悬臂梁受力产生变形，粘贴在悬臂梁上的应变片感知变形自身阻值会发生改变，再由电桥将应变片阻值的变化转变成电压的变化，通过电压表读出电压值，这样我们就完成了从非电量到电量的转换。

这里值得注意的是常用的电桥有三种形式，半桥单臂、半桥双臂和全桥，半桥单臂电桥是非线性的，灵敏度也较低；半桥双臂和全桥是线性的，灵敏度分别是半桥单臂的二倍和四倍。

本实验也可以印证这一点。

5 实验步骤以应变片单臂直流电桥测力实验为例，实验步骤如下：（1）安装。

将托盘安装到贴有四片应变片的悬臂梁上，如图1所示。

（2）调零。

本实验中的调零包括两部分，即放大器调零和电桥调零。

差动放大器调零主要通过调节放大器增益电位器和放大器调零电位器两个旋钮到合适的位置；电桥调零主要是调节电桥平衡电位器旋钮到合适的位置。

章和电气 Jumho Electric  应变片的构造及原理原文出处：  /strain/structure.asp 应变片的构造 应变片有很多种类。

一般的应变片是在称为基底的塑料薄膜（15-16μm）上贴上由薄金 属箔材制成的敏感栅（3-6μm） ，然后再覆盖上一层薄膜做成迭层构造。

应变片的原理 将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就 随着应变伸长或缩短。

很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。

应变片就是 应用这个原理， 通过测量电阻的变化而对应变进行测定。

一般应变片的敏感栅使用的是铜铬 合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。

即：其中，R：应变片原电阻值 Ω（欧姆） ∆R：伸长或压缩所引起的电阻变化 Ω（欧姆） K：比例常数(应变片常数) ε：应变 不同的金属材料有不同的比例常数 K。

铜铬合金的 K 值约为 2。

这样，应变的测量就通 过应变片转换为对电阻变化的测量。

但是由于应变是相当微小的变化， 所以产生的电阻变化 也是极其微小的。

要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。

为了对 这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有惠斯通电桥的专用应变测量仪。

如需要购买应变片详情请参见： /hardware%20platform/sensor&strain%20foil.asp 如果您想了解更多相关信息，请访问我们的网站： 。