悬臂梁式传感器的简易测试

悬臂梁压力传感器测量电路设计引言悬臂梁压力传感器是一种常见的传感器，用于测量压力和负荷。

它通常由悬臂梁和测量电路组成。

本文将重点介绍悬臂梁压力传感器的测量电路设计。

悬臂梁原理悬臂梁压力传感器的基本工作原理是利用悬臂梁在受到外力作用时产生的位移来测量压力。

当外力作用于悬臂梁上时，悬臂梁会产生弯曲变形，这个变形量与外力的大小成正比。

测量电路通过检测悬臂梁的位移量来推导出外力大小。

测量电路设计1. 悬臂梁传感器首先，我们需要选择合适的悬臂梁传感器。

悬臂梁传感器通常由弹簧材料制成，具有良好的弹性和机械特性。

选择合适的悬臂梁传感器非常重要，需要考虑测量范围、灵敏度、稳定性等因素。

2. 桥式电路悬臂梁传感器通常使用桥式电路进行测量。

桥式电路包括四个电阻和一个悬臂梁传感器。

电阻分为两组，分别串联在两侧，悬臂梁传感器连接在两组电阻之间。

当悬臂梁受到外力后产生位移时，桥式电路会产生一个不平衡的电压信号，这个信号与外力大小成正比。

3. 运放放大器为了放大桥式电路产生的微弱信号，通常需要使用运放放大器。

运放放大器具有高增益、低噪声和高输入阻抗等特性，非常适合悬臂梁压力传感器的应用。

运放放大器的输入端连接桥式电路的输出，输出端连接到模数转换器或其他的信号处理电路。

4. 滤波电路由于环境噪声等因素的存在，桥式电路可能会受到一些干扰。

为了减少这些干扰对测量结果的影响，可以加入滤波电路。

滤波电路可以通过选择合适的滤波器类型和参数来减小噪声和干扰信号。

结论悬臂梁压力传感器的测量电路设计是实现准确测量压力和负荷的关键。

本文介绍了悬臂梁压力传感器的原理，并详细介绍了测量电路的设计要点，包括悬臂梁传感器选择、桥式电路、运放放大器和滤波电路。

通过合理设计和调试，可以获得准确、稳定的测量结果，满足实际应用需求。

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实验四悬臂梁动应变的测定
一：实验目的
熟悉DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪，掌握悬臂梁动应变的测量方法
二：实验设备及仪表
（1）DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪；
（2）扭转悬臂梁；
（3）待测电阻应变片。

三：实验方法
（1）在扭转悬臂梁上沿轴向准确贴好应变片。

（2）用半桥梁将应变片接入DH3817动态电阻应变仪
ε计（梁的材料（3）给梁逐级加砝码，使梁振动，由给梁所加重量换算出已知应变
弹性模量已知）；
ε仪记入表格。

（4）由应变仪测取每级荷载下的应变值
四：实验数据处理
h=7mm l=280mm b=28mm G=210GPa
五：结论
通过该实验掌握了DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪的使用方法，熟悉了实验
过程，为下面实验的动态分析打下了良好的实验基础。

悬臂梁实验报告实验目的本实验旨在通过对悬臂梁的实验研究，探究其在不同条件下的变形和破坏情况，了解悬臂梁的受力特性以及工程中的应用。

实验原理悬臂梁是一种常见的结构形式，其上部只有一个端点支撑，另一端悬挑出来。

在实验中，我们通过在悬臂梁上加载，观察悬臂梁的变形和破坏情况，从而探究其受力特性。

悬臂梁的受力分析可以基于弹性力学的理论进行，根据悬臂梁的几何形状和材料特性，可以通过静力学的原理计算出悬臂梁在不同位置的应力和位移。

在实验中，我们使用悬臂梁测力传感器，可以实时监测悬臂梁上的应力和变形情况。

实验装置与步骤实验装置包括悬臂梁、加载装置和测量仪器等。

具体的实验步骤如下：1.调整加载装置使其稳固地连接到悬臂梁上；2.使用测力传感器测量悬臂梁的初始载荷；3.逐步增加载荷，记录悬臂梁的变形情况；4.当载荷接近悬臂梁的破坏载荷时，停止加载，并记录破坏载荷；5.对实验数据进行处理和分析。

结果与讨论在实验中，我们记录了不同载荷下悬臂梁的变形情况，得出如下结果：载荷（N）变形（mm）100 0.2200 0.6300 1.2400 2.0500 3.0600 4.5从实验数据可以看出，随着载荷的增加，悬臂梁的变形也逐渐增大。

在低载荷下，悬臂梁的变形比较小，呈线性关系。

随着载荷的增加到一定程度，悬臂梁的变形开始非线性增加，并且出现明显的弯曲变形。

当载荷达到约600N时，悬臂梁发生破坏。

在破坏前，悬臂梁表现出明显的弯曲变形，并且载荷与变形呈现非线性关系。

破坏时，悬臂梁发生断裂，载荷突然下降。

通过对实验数据的分析，我们可以得出悬臂梁的一些特性。

首先，悬臂梁的承载能力随着载荷的增加而增加。

其次，随着载荷的增大，悬臂梁的变形逐渐增大，并呈现出非线性的关系。

最后，悬臂梁在破坏前会发生明显的弯曲变形，载荷与变形呈现非线性关系。

结论本实验通过对悬臂梁的实验研究，得出了一系列结论。

悬臂梁在受力时会发生变形，随着载荷的增加，悬臂梁的变形逐渐增大。

实验报告
实验名称：悬臂梁固有频率测试
实验目的：
1)熟悉基于Labview的数据采集过程
2)掌握时频域的信号分析
实验仪器设备：
1)悬臂梁实验模型：钢尺（宽：mm，厚：mm）；涡流传感器；前置放大电路及电源
2)数据采集卡，计算机，示波器，改锥等
3)基于Labview的数据采集程序及分析程序
实验过程：
1)准备工作：接好涡流传感器，加合适激励观察示波器输出波形；连接采样系统的硬件部分后，应用计算机中的采集程序观测输出波形是否正常。

2)调节悬臂梁实验模型即钢尺的长度（20cm，24cm，28cm），三个不同长度上加入两种激励方式（冲激、阶跃），应用采集系统采集两种激励方式下的涡流传感器输出数据，存储。

冲激：应用改锥敲击实现；阶跃：应用手按动实现。

3)应用数据分析软件进行数据分析。

实验结果及分析：
1)不同长度不同激励方式下采集的数据如下：
图a1钢尺长度：20cm，改锥敲击
图a2钢尺长度：20cm，手按动
图b1钢尺长度：24cm，改锥敲击
图b2钢尺长度：24cm，手按动
图c1钢尺长度：28cm，改锥敲击
图c2钢尺长度：28cm，手按动
2)数据分析及思考
思考题：
1)总结在实验和数据处理操作时需要注意的问题？
2)不同激励方式造成测试结果的误差有多大？哪种最好？
3)在上面实验中，最高能够找到第几阶固有频率？
4)比较悬臂梁频率测量的理论值和实验值，分析误差及来源？
5)查找一篇相关文献，该文献的测试对象以悬臂梁为原型，简要总结它的测试方案。

悬臂梁振动参数测试实验悬臂梁是一种常见的结构，广泛应用于工程领域。

在实际应用中，悬臂梁的振动参数对结构的稳定性和性能有重要影响。

因此，进行悬臂梁振动参数测试实验具有重要意义。

悬臂梁的振动参数主要包括自然频率、阻尼比和模态形态等。

自然频率是指悬臂梁在无外界力作用下固有振动的频率。

阻尼比是描述悬臂梁振动衰减速度的参数。

模态形态是指悬臂梁不同振型下的振动特征。

悬臂梁的振动参数测试实验可以通过使用加速度传感器和激励源等测量设备进行。

实验流程如下：首先，确定悬臂梁的几何尺寸和材料参数。

将悬臂梁固定在实验平台上，并保证其支座位置与实际使用条件相同。

接下来，以悬臂梁的自然频率为目标进行实验。

采用激励源施加不同频率的激励信号，并通过加速度传感器测量相应的振动响应。

利用悬臂梁的振幅-频率响应曲线，可以得到悬臂梁的自然频率。

然后，以阻尼比为目标进行实验。

在悬臂梁上施加周期性激励信号，在加速度传感器的测量下获取悬臂梁的振动响应。

利用悬臂梁的振幅-时间曲线，可以计算出悬臂梁的阻尼比。

最后，以模态形态为目标进行实验。

通过在悬臂梁不同位置施加冲击或连续激励信号，可以观察到悬臂梁的振动模态。

利用高速摄像机或激光干涉仪等设备，可以记录下悬臂梁不同振型的形态，从而得到悬臂梁的模态形态。

实验完成后，可以对悬臂梁的振动参数进行分析和评价。

如果实测值与设计值或理论值相符，则说明实验结果准确可靠；如果存在较大偏差，则可能需要重新检查实验方法或设计参数。

总之，悬臂梁振动参数测试实验是一个关键的工程实验，可以用于评估和改进悬臂梁的振动性能。

通过合理设计实验方案和选用合适的测量设备，可以得到准确的振动参数，为悬臂梁的设计和应用提供有力支持。

悬臂梁弯曲正应力测定实验一、实验目的测定悬臂梁承受纯弯曲时的应力，并与理论计算结果进行比较，以验证应力公式。

掌握用电阻应变片测量应力的原理及其方法。

二、实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V 、+10V 电源、万用表（自备）。

三、实验原理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，为了测量构件上某点沿某一方向的应变，在构件未受力前，将应变片贴在测点处，使应变片的长度L 沿着指定的方向。

构件受力变形后，粘贴在构件上的应变片随测点处的材料一起变形，应变片的原来电阻R 改变为R+△R （若为拉应变，电阻丝长度伸长，横截面面积减小，电阻增加）。

由实验得知，单位电阻的改变量△R/R 与应变ε成正比，即=R S Rε∆ S 称为应变片的灵敏系数，它和电阻丝的材料及丝的绕制形式有关。

S 值在应变片出厂时由厂方标出，一般S 值为2左右。

图1 实验平台示意图本实验平台如图1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。

这些应变片将应变变化转换为电阻的变化，将应变片接入直流电桥中，通过电桥将电阻变化转换为电压变化，进而可以通过测量电压的变化测量应变。

应变片在电桥中有3中基本线路连接，单臂连接（一个应变片）、半桥连接（两个臂为应变片）、全桥连接（四个全是应变片）。

电桥一般采用等臂连接，即应变片不受力时，电桥中的电阻值相同，电桥平衡。

不同的连接方式灵敏度不同，输出电压与电阻变化及应变之间的关系为： 单臂：011=44I I R U U U S R ε∆=半桥：14014111=422I I I R R R U U U U S R R R ε⎛⎫∆∆∆=-= ⎪⎝⎭ 全桥：3124012341=4I I I R R R R R U U U U S R R R R R ε⎛⎫∆∆∆∆∆=-+-= ⎪⎝⎭ 由上述可知，全桥灵敏度最高，并且可以补偿非待测载荷应力的干扰及温度补偿的作用。

悬臂梁应变测量一、实验目的：1、掌握应变片传感器的贴片技术。

并进行操作。

2、进一步地对课堂上所学习的电阻应变片传感器的工作原理、结构、种类、应变片的工作特性等问题深入探讨。

3、进一步掌握等强度悬臂梁式弹性元件的原理、结构及特点。

4、了解静态电阻应变仪的原理及使用方法。

5、测定静态应变参数。

二、实验仪器：1、TJ—1型高级不锈钢等强度梁一套。

2、8120型丝式电阻应变片若干（包括连接导线）。

3、YJB—1A型静态电阻应变仪一台。

4、P20RC—B预调平衡箱一台。

三、实验步骤：1、贴片：（1）贴片要求表面光洁度达到▽▽6。

太光滑时用细纱布打毛。

不够光洁时也要用细纱布磨平。

（2）表面清洁处理：用细纱布祛除表面绣渍，并用四氯化碳或丙酮清除表面油污。

并用白纱布擦干净。

（3）贴片方法：将502胶滴在处理好的粘合面上（用胶不宜多，胶层厚度最好在0.1mm以下。

过厚强度反而下降），用干燥的玻璃棒摊平，然后将应变片贴于上胶的梁上，稍施加接触压力即可。

如需要重新粘贴，则需要用丙酮溶剂将胶层除掉，再重复上述操作。

（4）防潮处理：胶水有吸潮能力，因此在贴片表面涂布一层石蜡或凡士林作为防潮剂。

（5）检查贴片质量，对于不合格的贴片重新粘贴。

（6）在室温中干燥。

（放置24小时）2、静态参数测定：（1）电阻应变仪已经处于工作状态，它的（测量Ⅲ）（测量Ⅰ）挡的灵敏度调节电位器，都已在精度允许的误差范围内。

（2）接桥：在静态应变测量中，测量桥通常采用半桥接法：在A B接线柱之间接测量片，B C之间接补偿片。

测量桥接线图如下：（3）读数方法：加载后，指示电表偏出±10µε分度时，估计应变大小调节读数桥各挡使指针回到±10µε分度之内，从Х1000µε，Х100µε，Х10µε指示盘上以及电表上偏转数就可读出应变值。

（4）开机过程：1）在开机之前首先检查表头，电感分压器读数盘是否都在零点位置。

测试技术实验指导书(实验三悬臂梁应变综合实验) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII实验三悬臂梁应变综合实验一、试验目的1)掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法。

2)掌握应变传感单元（电桥）测量的工作原理。

3)通过对悬臂梁的应变测量，掌握动静态应变测量的基本方法。

二、实验原理电阻应变测量技术是一种确定构件表面应力状态的实验应力分析方法。

其原理是将电阻应变片粘贴在被测构件表面上，当构件受力变形时．应变片的电阻值发生相应的变化。

通过电阻应变仪测定应变片中电阻值的改变，井换算成应变值或者输出与应变成正比的电信号，用模拟或数字记录设备记录信号，就可得到被测量的应变或应力。

目前，电阻应变测量技术已成为实验应力分析中广泛应用的一种方法，具有如下特点：●应变片尺寸小、重量轻．一股不影响构件的工作状态和应力分布。

●测量灵敏度、精度高。

应变最小分辨率可达1微应变。

●测量应变的范围广。

可由1微应变到几万微应变。

●频率响应好。

可测量0 ～ 10万赫的动应变。

●可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。

●由于测量过程中输出的是电信号，因此容易实现自动化、数字化，并能进行远距离测量和无线电遥测。

●通用性好。

不但适用于测量应变，而且可制成各种高精度传感器，用于测量载荷、位移、加速度、扭矩等力学量。

不过该测量方法也有它的缺点，主要表现在只能测量构件表面某一方向的应变，应变计有一定栅长，只能测定栅长范围内的平均应变。

在应力集中的部位，若应力梯皮很陡，则测量误差较大。

电阻应变片由于构件变形而发生的电阻变化ΔR 用惠斯顿电桥来测量，如图所示。

电阻应变片是将被测点的应变量转换为电阻变化率ΔR /R （以应变片的灵敏度S g 来衡量）。

电阻应变仪是将这电参量，经放大处理后再转换成应变量。

电阻应变测量分析系统（仪），主要由传感单元（应变计与电桥）、信号放大/调理器、数据采集和输出（显示/记录）三部分所组成。