测试技术实验指导书(201704)

测试技术实验指导书赵爱琼编付俊庆审长沙理工大学测控教研室07 年3 月前言测试技术是一门实践非常强的技术基础课，通过实验，了解测试系统中各环节（包括传感器、信号变换与放大、仪表显示与记录装置、实验数据的计算机分析与处理）的作用与特点，加深同学们对测试技术基本内容和基本概念的理解。

本实验指导书适用于交通运输、机电、机制、测控、自控、车辆工程，汽车服务工程、电子信息等专业的测试技术课、检测与传感器技术课、传感器与自动检测课、传感器原理及应用等课的实验。

各专业可根据课时的需要适当取舍，要求同学们在实验中要动脑动手，以达到提高实验动手能力的目的。

本实验指导书由赵爱琼老师编写，付俊庆教授审稿，并经测控教研室全体老师讨论定稿由于编写仓促，水平有限，书中缺点错误在所难免，恳请读者批评指正测控教研室07年3月目录实验一霍尔传感器特性实验实验二电涡流传感器特性实验实验三电容传感器特性实验实验四压电式传感器特性实验与振动实验实验五电阻应变片及电桥性能实验实验六动应力测量实验七振动测量实验八应变式传感器测量系统的设计附一：CSY——2000系列传感器与检测技术实验台组成附二：实验报告格式与要求霍尔传感器特性实验一、实验目的：1、掌握霍尔传感器的工作原理及特性2、掌握霍尔传感器的静态标定方法3、了解霍尔传感器在振幅测量中的应用二、实验器材：1、CSY-2000传感器与检测技术实验台，其中所取单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源±4v、±15v、测微头、数显单元、低频振荡器2、电子示波器、工控机数据采集系统三、实验原理：根据霍尔效应，霍尔电势U=KIBsinα。

若保持霍尔元件的激励电流I不变，而使其在一均匀梯度磁场中移动时，则输出霍尔电势值U只决定于它在磁场B中的位移量。

本实验即通过对U大小的测量来得其位移。

四、实验内容及步骤：1、将霍尔传感器按图1安装。

霍尔传感器与实验模板的连接见图2进行。

《机械工程测试技术基础》实验指导书戴新编广州大学2017.4前言测试技术顾名思义是测量和试验的技术。

测试技术学习的最终目的是要解决实际问题，所以和理论课程相比，测试技术的实践环节显得更为关键。

《机械工程测试技术实验》旨在提高学生综合应用从各门课程中学到的单元技术知识，独立构建、调试测试系统的能力，强化学生对测试系统工程实际的感性认识。

它综合体现了各种单元技术在测试工程实际中的应用，是测试专业的学生接触工程实际的开始。

测试技术覆盖了很多知识领域，从测试信号的基本概念到现代测试信号分析方法，从传感器的基本原理到一个复杂大型的测试系统的建立，但在实际中，无法在一门课程里囊括所有这些知识和经验。

本指导书根据目前实验室现有的实验条件及教学计划中的学时数，紧密结合理论教学，选择了一些重要的基本内容，实验主要为验证性实验，采用传统的实验模式，由实验教师指导学生完成实验。

通过实验，希望能够使学生牢固、熟练地掌握各种测试仪器的使用，学会调试测试系统的基本方法，包括传感器的使用，信号调理电路、数字化电路及显示单元的调试，在此基础上初步学会自行组建测试系统，并能够独立调试。

具体内容应包括：a.常用测试仪器的使用：在传感器使用及系统组建、调试的过程掌握示波器、数字万用表、信号发生器、稳压电源等的使用。

b.传感器的使用：熟悉热电偶传感器、加速度传感器、液位传感器、转速传感器等原理及使用。

c.常见物理量测试实验：温度测试实验、转速测试实验、液位测试实验、振动测试实验。

由于条件限制，以上的实验内容还只能部分涉及。

实验完成后按要求应提交实验报告。

实验报告是一种工程技术文件，是实验研究的产物。

学生完成教学实验写出的报告，会为将来进行工程实验、科学研究书写实验报告打下基础，乃至于养成一种习惯，因此应按工程实际要求学生：内容如实，数据可靠；语言明确、简洁；书写工整、规范。

实验报告的基本内容应包括实验题目、实验目的、实验仪器和设备（必要时画出连接图）、实验方法、实验结果（包括图表、数字、文字、表达式等）、对实验方法或结果的讨论、结论、参考资料、附录（实验中的图表等）。

测试技术实验指导书交通运输工程学院测控室2005年5月10日实验一应变片的粘贴与检验一、实验目的：1、了解应变敏感元件——应变片的构造、特点。

2、掌握箔式应变片的粘贴方法。

3、掌握对已粘贴好的应变片的检验方法。

二、实验设备：电桥一个万用表一个兆欧表一个应变片连接片粘结剂502清洗剂酒精或丙酮红外线灯三、实验要求：1、观察、选择和检验应变片：1）、观察各种类型和规格的应变片的构造、了解其特点。

2）、根据测试需要选择不同阻值和类型的应变片。

3）、先检查应变片完好后，先用万用表、再用电桥测出应变片的准确阻值、要求组成同一电桥的各应变片的灵敏度系数相同，其阻值相差应小于0.5欧。

2、试件表面的清洗及处理：1）、除去试件表面的铁锈、油漆和污物。

2）、用锉刀、砂布等打磨试件的粘贴处、光洁度应达到5左右。

3）、用划针在测点处划出应变片的定位线。

4）、用清洗剂对试件进行清洗。

3、粘贴应变片1）、在测点和应变片的反面均匀的涂上一层502胶，将应变片涂胶的一面放到测点上并对好定位线。

2）、在应变片的正面复盖上一小片滤纸或塑料薄膜，防止粘手，然后用手指沿应变片的纵向、向一个方向滚压，挤出应变片下的气泡和多余的胶水。

3）、按住应变片不动，保持3分钟左右即可（注：如果不是瞬干胶，则要晾干24小时）3、安装接线：1）、在应变片的引出线端约2厘米处粘一小块联接片。

2）、将应变片的引出线烫上锡并套上套管。

3）、将应变片的引出线在联接片上焊接好4、贴片质量检查：1）、用万用表测量应变片的引出线，检查在贴片的过程是否造成短路、断路。

2）、用兆欧表测量应变片与试件间的绝缘电阻，要求达到或大于100兆欧，如果未达到，可用红外线灯烘烤，直到达到要求为止。

5、应变片的防潮处理：测试前一般要对应变片进行防潮保护。

方法一：将防潮剂（配方：松香50%、石蜡40%、黄油10%）在容器中加热熔化、搅拌均匀、涂在应变片上，完全盖住应变片。

方法二：直接用703胶涂盖即可。

实验一. 金属泊式应片：直流单臂、半桥、全桥比较实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能，比较它们的测量结果。

实验所需单元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V(频率/电压)表。

实验注意事项：（1）电桥上端虚线所示的四个电阻实际并不存在。

（2）在更换应变片时应关闭电源。

（3）实验过程中如发现电压表过载，应将量程扩大。

（4）接入全桥时，请注意区别各应变片的工作状态，桥路原则是：对臂同性，邻臂异性。

（5）直流电源不可随意加大，以免损坏应变片。

实验步骤：（1）直流电源旋在±2V档。

F/V表置于2V，差动放大器增益打到最大。

（2）观察梁上的应变片，转动测微头，使梁处于水平位置（目测），接通总电源及副电源。

放大器增益旋至最大。

（3）差动放大器调零，方法是用导线将放大器正负输入端与地连接起来，输出端接至F/V表输入端，调整差动放大器上的调零旋钮，使表头指示为零。

（4）根据图1的电路，利用电桥单元上的接线和调零网络连接好测量电路。

图中r及w1为调平衡网络，先将R4设置为工作片。

（5）直流电源打到±4V，调整电桥平衡电位器使电压表为零（电桥调零）。

（6）测微头调整在整刻度（0mm）位置，开始读取数据。

图1 应变片直流电桥电路（11）在同一坐标上描绘出X—V曲线，比较三种接法的灵敏度。

思考题1．根据X—V曲线，计算三种接法的灵敏度K=∆V/∆X，说明灵敏度与哪些因素有关？2．根据X—V曲线，描述应变片的线性度好坏。

3．如果相对应变片的电阻相差很大会造成什么结果，应采取怎样的措施和方法？4．如果连接全桥时应变片的方向接反会是什么结果，为什么？霍尔式传感器霍尔元件的结构中，矩型薄片状的立方体称为基片，在它的两侧各装有一对电极。

一个电极用以加激励电压或激励电流，故称为激励电极。

另一个电极作为霍尔电势的输出，故称霍尔电极。

在实际应用中，当磁场强度H（或磁感应强度B）和激励电流I中的一个量为常量，而另一个作为输入时，则输出霍尔电势Uh(或B)或I。

《工程测试技术》实验指导书目 录实验一 电阻应变片的原理及应用………………………………………………………………3 实验二电容式传感器的原理及应用……………………………………………………………8 实验三光纤传感器原理及应用…………………………………………………………………11 实验四光电和磁电传感器原理及应用 (14)实验一 电阻应变片的原理及应用一、实验目的：1. 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。

2. 比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。

3. 了解全桥测量电路的优点。

二、实验设备：双杆式悬臂梁应变传感器、托盘、砝码、数显电压表、±5V 电源、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）。

三、实验原理： ㈠ 单臂电桥实验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ε⋅=∆k RR（1-1）式中R R ∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε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1-1所示，将四个金属箔应变片（R1、R2、R3、R4）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。

图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。

电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图 1-2 所示 R6=R7=R8=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=211/40 （1-2） E 为电桥电源电压；式 1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为%10021⋅∆⋅-=RRL 图 1-2 单臂电桥面板接线图㈡ 半桥性能实验不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，如图1-3所示。

电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时，半桥的输出电压为RRE k E U ∆⋅=⋅⋅=220ε （1-3） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。

测试技术实验指导书罗烈雷编湖南文理学院机械工程系2006.10.测试技术实验指导书一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程，在高等理工科院校机械类各专业的教学计划中，是一门重要的专业基础课，而实验课是完成本课程教学的重要环节。

其主要任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的理解，掌握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习兴趣。

其目的是使学生掌握非电量检测的基本方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。

二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验，掌握理论课上所讲授的应变片的工作原理，并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。

2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计，掌握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。

3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的影响实验，掌握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能，验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的影响。

4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试，了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。

5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法，掌握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。

6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的影响实验，掌握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的影响，了解电荷放大器的原理和使用方法。

7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试，掌握光电传感器的原理与应用方法。

8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法，掌握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法，并对传感器灵敏度线性度进行分析。

9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试，掌握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。

10、通过集成温度传感器 AD590 和 DS1820 设计，掌握输出电流型和新型单总线数字温度传感器的工作特性和使用方法。

机械工程测试技术基础》实验指导书广州大学2017.4测试技术顾名思义是测量和试验的技术。

测试技术学习的最终目的是要解决实际问题，所以和理论课程相比，测试技术的实践环节显得更为关键。

《机械工程测试技术实验》旨在提高学生综合应用从各门课程中学到的单元技术知识，独立构建、调试测试系统的能力，强化学生对测试系统工程实际的感性认识。

它综合体现了各种单元技术在测试工程实际中的应用，是测试专业的学生接触工程实际的开始。

测试技术覆盖了很多知识领域，从测试信号的基本概念到现代测试信号分析方法，从传感器的基本原理到一个复杂大型的测试系统的建立，但在实际中，无法在一门课程里囊括所有这些知识和经验。

本指导书根据目前实验室现有的实验条件及教学计划中的学时数，紧密结合理论教学，选择了一些重要的基本内容，实验主要为验证性实验，采用传统的实验模式，由实验教师指导学生完成实验。

通过实验，希望能够使学生牢固、熟练地掌握各种测试仪器的使用，学会调试测试系统的基本方法，包括传感器的使用，信号调理电路、数字化电路及显示单元的调试，在此基础上初步学会自行组建测试系统，并能够独立调试。

具体内容应包括：a.常用测试仪器的使用：在传感器使用及系统组建、调试的过程掌握示波器、数字万用表、信号发生器、稳压电源等的使用。

b.传感器的使用：熟悉热电偶传感器、加速度传感器、液位传感器、转速传感器等原理及使用。

c.常见物理量测试实验：温度测试实验、转速测试实验、液位测试实验、振动测试实验。

由于条件限制，以上的实验内容还只能部分涉及。

实验完成后按要求应提交实验报告。

实验报告是一种工程技术文件，是实验研究的产物。

学生完成教学实验写出的报告，会为将来进行工程实验、科学研究书写实验报告打下基础，乃至于养成一种习惯，因此应按工程实际要求学生：内容如实，数据可靠；语言明确、简洁；书写工整、规范。

实验报告的基本内容应包括实验题目、实验目的、实验仪器和设备（必要时画出连接图）、实验方法、实验结果（包括图表、数字、文字、表达式等）、对实验方法或结果的讨论、结论、参考资料、附录（实验中的图表等）。

检测技术实验指导书实验五交流全桥的应用——振动测量实验一、实验目的了解交流全桥测量动态应变参数的原理与方法。

二、实验仪器传感器实验箱，信号源、万用表、应变片传感器模块、虚拟示波器、振动源和应变输出、应变输出专用连接线。

三、实验原理将应变传感器模块电桥的直流电源E换成交流电源E，则构成一个交流全桥，其输出 u= E ，用交流电桥测量交流应变信号时，桥路输出为一调制波。

四、实验内容与步骤1．将实验箱的“应变输出”插座用“应变式”连接线接到“应变传感器实验模块”的黑色插座上。

因振动梁上的四片应变片已组成全桥，引出线为四芯线，因此可直接接到实验模板上的四个插孔上。

四个插孔上对角线插孔的阻值为350Ω左右，若两组对角线阻值均为350Ω左右则接线正确。

RR图5-12．根据图5-1，接好交流电桥调平衡电路及系统，R8、Rw1、C、Rw2为交流电桥调平衡网络。

从实验台上接入±15V直流电源到实验箱“直流电源”插座上。

确保无误后，开启实验台电源开关。

将音频信号源的频率调节到1KHz左右，幅度峰-峰值调节到Vp-p=10V。

3．调节Rw1、Rw2使虚拟示波器检测到一条在零点的直线。

5．将低频信号源输出接入振动台激励源插孔，调节低频输出幅度和频率使振动台(圆盘) 有明显振动。

6．低频信号源幅度调节不变，改变低频信号源输出信号的频率。

用虚拟示波器读出频率改变时差动放大器输出调制波包络的电压峰－峰值，填入表5-1。

表5-1 f(Hz) Vo(p-p) 五、实验报告从表5-1的实验数据得出振动梁的共振频率。

实验十差动变压器的应用——振动测量实验一、实验目的了解差动变压器测量振动的方法。

二、实验仪器传感器实验箱(二)、信号源、差动变压器传感器、差动变压器模块、音频信号源、相敏检波模块、频率/转速表、振动源、直流稳压电源、虚拟示波器。

三、实验原理差动变压器测量动态参数与测量位移的原理相同，不同的是输出的调制信号要经过检波才能观测到所测的动态参数。

测试指导书刘二林集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-测试技术实验指导书温馨提示1每次实验之前必须仔细阅读实验指导书中相应部分的内容。

2必须遵守实验室各项规章制度，并按预先编组在规定实验台位进行实验，未经许可不准擅自调换台位。

3同学们应爱护国家财产，认真按照操作规程和指导教师指导进行各项实验操作。

4不准随意拆装仪器，随意玩弄各操作按钮，开关等。

凡违返规定者视情节轻重作严肃处理，造成仪器设备损坏者一律照价赔偿。

5同一台位的同学对本台位仪器设备、工具、材料共同负责，实验结束时应报告实验老师检查。

如有丢失、损坏情况发生，在同一台位同学无自动承担责任时由该台位实验同学共同承担赔偿。

目录CSY2000传感器与检测技术实验台简介 (3)实验一金属箔式应变片单臂、双臂及全桥性能实验 (4)实验二直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 (9)实验三电涡流式传感器的位移实验 (10)CSY2000传感器与检测技术实验台简介CSY2000传感器与检测技术实验台主控箱面板简图如图所示。

其主要由音频振荡器、低频振荡器及显示单元等组成，主要作用是为传感器类实验提供信号源、电源以及显示装置等。

图中标明了实验中经常用到的单元，请同学们对照实物予以确认。

下面对有关单元作简单介绍。

1、音频振荡器：为实验提供电压、频率可调的正弦波信号；2、低频振荡器：为振动台（在实验台桌面上，图中未示出）提供一电压、频率可调的正弦波信号，迫使振动台振动；3、显示单元：可用来显示被测直流信号的电压及交流信号的频率；1）、直流电压测量：将被测直流电压信号接入“显示选择”旋钮下方的“V”插孔，电压表即可显示电压值，i n如果“显示选择”旋钮置２Ｖ档，表示测量电压范围为0Ｖ-２Ｖ，读数方法如下：ａ、若电压表显示为．５５６，则被测信号的电压值为Ｕ＝；b、若电压表显示为１- - -，则表示此时被测信号的电压Ｕ大于2V，则需要调解“显示选择”旋钮到“２０Ｖ”档进行测量。

检测技术实验指导书机电学院，2019.3目录CSY－2000系列传感器与检测技术实验台 (3)预习实验（一）移相器相敏检波器的使用 (6)预习实验（二）温度源的温度控制调节实验 (8)实验一应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (38)实验二差动变压器测位移实验 (44)实验三电容式传感器的位移实验 (51)实验四霍尔传感器特性研究 (53)实验五压电式传感器测振动实验 (57)实验六光纤传感器的位移特性实验 (59)实验七K热电偶测温性能实验 (63)实验八集成温度传感器的特性实验 (68)CSY－2000系列传感器与检测技术实验台说明书一、实验台的组成CSY－2000系列传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等组成。

1、主机箱：提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V－±10V（步进可调）、＋2V－＋24V（连续可调）直流稳压电源；音频信号源（音频振荡器）1KHz～10KHz （连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz（连续可调）；气压源0－20KPa（可调）；温度（转速）智能调节仪；计算机通信口；主机箱面板上装有电压、频率转速、气压、计时器数显表；漏电保护开关等。

其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。

2、振动源：振动台振动频率1Hz－30Hz可调（谐振频率9Hz左右）。

转动源：手动控制0－2400转／分；自动控制300－2400转／分。

温度源：常温－180℃。

3、传感器：基本型有电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器（光电断续器）、集成温度(AD590)传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八个。

《测试技术》实验指导目录目录 (1)实验一电阻式传感器电桥性能比较实验 (2)实验二差动变压器特性实验 (5)实验三变面积式电容传感器特性实验 (8)实验四涡流传感器的位移特性实验 (11)实验五涡流传感器的振动测量实验 (13)实验一电阻式传感器电桥性能比较实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。

2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。

3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。

4、比较单臂、半桥和全桥电路的输出特性和灵敏度。

二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。

三、实验原理及电路1、电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：ΔR/ R＝Kε，ΔR 为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/ L。

通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。

2、电阻应变式传感如图3-1 所示。

传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、半桥与全桥电路，最大测量范围为±3mm。

3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图3-2 所示，图中R1、R2、R3为固定，R为电阻应变片，输出电压UO＝EKε，E为电桥转换系数。

四、实验步骤1、固定好位移台架，将电阻应变式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm左右。

将测微器装入位移台架上部的开口处，旋转测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆适度旋紧，然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态，两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。

2、将实验箱（实验台内部已连接）面板上的±15V 和地端，用导线接到差动放大器上；将放大器放大倍数电位器RP1旋钮（实验台为增益旋钮）逆时针旋到终端位置。

3、用导线将差动放大器的正负输入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；按下面板上电压量程转换开关的20V档按键（实验台为将电压量程拨到20V 档）；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RP2旋钮，使电压表指示向零趋近，然后换到2V 量程，旋动调零电位器RP2旋钮使电压表指示为零；此后调零电位器RP2旋钮不再调节，根据实验适当调节增益电位器RP1。

检测技术实验指导1 金属箔式应变片与三种测量桥路的比较一、 实验目的1、测试应变梁变形的应变输出。

2、掌握应变片单臂、半桥、全桥的工作原理和工作情况。

3、验证应变片单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。

二、 实验原理应变片将应变的变化转换成电阻的相对变化，还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化，才能用电测仪表进行测量，通常采用电桥电路来实现微小阻值变化的转换。

图1是一个直流电桥，它的四个桥臂由电阻1R 、2R 、3R 、4R 组成，电阻的相对变化率分别为11/R R ∆、22/R R ∆、33/R R ∆、44/R R ∆，且R R R R R ====4321，0U 是供桥电压，则桥路输出 电压为：043214231))((U R R R R R R R R U ++⨯-⨯=当电桥平衡时，桥路相对臂电阻乘积相等，电桥输出电压为零，且注意相对臂受力方向一致，相邻臂受力方向相反。

根据电桥工作时参与工作的桥臂可分为：单臂、半桥和全桥三种形式。

当四个桥臂都为应变片时，桥路的输出电压约为：)(4)(443210443322110εεεε+--=∆+∆-∆-∆=K U R R R R R R R R U U 当1R 单臂工作时：输出电压1011044εK U R R U U =∆=电桥电压灵敏度4/010110U K U R R U S ==∆=ε当1R 和3R 双臂工作时：输出电压εεεK U K U R R R R U U 2)(4)(4031033110=-=∆-∆=电桥电压灵敏度2/000U K U R R U S ==∆=ε当1R 、2R 、3R 、4R 全桥工作时：εK U R R R R R R R R U U 0443322110)(4=∆+∆-∆-∆=电桥电压灵敏度000/U K U RR U S ==∆=ε由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大；当E 和电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。

实验一：金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较一、实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的特点及关系。

二、实验所需设备：1、直流稳压电源——开关打到4V2、差动放大器——旋钮到增益最大3、平衡电桥4、F/V表——开关拨到20V5、测微头6、双单引梁7、应变片三、实验原理实验原理如图2所示，W1为平衡电位器，用来调节电桥电路的初始平衡状态，当应变片RX发生形变时，RX的电阻发生变化，电桥的平衡被打破，（2）（11）两点的将有与形变成正比的电压输出，将该电压送入差动放大器，差放输出接电压表，显示的电压值的大小反映了应变片形变的大小，因此，可利用它来测量位移、压力等参数。

四、实验步骤：1、按实验一的方法将差动放大器调零后，关闭电源。

按图2接线，图中R4=Rx为工作片，r和w为电桥平衡网络。

2、调整测微头，使双行梁处于水平位置（目测），直流稳压电源打到±4档，差动选择适当的放大增益。

一般增益电位器旋在中间位置，然后，调整电桥平衡电位器W，使表头显示零。

3、旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm，读F/V表电压值，填下表并关4应变片即二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F/V表显示为零，重复（3）过程同样测5（即R1↑换成，R2↓换成，）组桥时中要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变征的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。

接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F/V表6注意事项：1、在更换应变片时应将电源关闭。

2、在实验过程中如有发现电压、过载，应将电压量程扩大。

3、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。

4、直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。

5、接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。

实验二、电涡流传感器一、电涡流式传感器的静态标定一、电涡流传感器在电子技术中的应用：根据法拉第电磁感应原理制成的电涡流传感器，一般情况下可分为高频反射式和低频透射式，它的最大的特点是能对位移、厚度、表面温度、速度、应力，材料损伤等进行非接触式、连续测量。

测试技术实验指导教材成都大学工业制造学院实验中心目录实验一应变片单臂电桥性能实验 (1)一、实验目的 (1)二、实验设备和工具 (1)三、实验原理 (1)四、实验步骤 (1)五、思考题 (2)实验二应变片半桥性能实验 (3)一、实验目的 (3)二、实验设备和工具 (3)三、实验原理 (3)四、实验步骤 (3)五、思考题 (4)实验三应变片全桥性能实验 (5)一、实验目的 (5)二、实验设备和工具 (5)三、实验原理 (5)四、实验步骤 (5)五、思考题 (2)实验一应变片单臂电桥性能实验一、实验目的1．从理论上了解金属箔式应变片的直流单臂桥的工作原理和工作情况；2．了解金属箔式应变片的实际应用—测力。

二、实验设备和工具1．CSY2000D型传感器系统实验仪（直流稳压电源、电桥、差动放大器、称重传感器、电压表等）；2．砝码、导线等。

三、实验原理1．金属箔式应变片可以把应变的变化转化为电阻的变化，如果应变是由外力引起的，则电阻变化反映了外力的变化；2．为了显示和记录应变的大小，就必须将电阻的变化通过测量电桥电路转化为电压或电流的变化。

3．测量电桥主要有平衡电桥和不平衡电桥两种，前者常用直流供电，并且在测试前和测试时需要两次平衡，一般用于静态应变测量；后者是利用电桥输出电流或电压与电桥各参数间的关系进行工作的，可满足动态应变的测量需要。

四、实验步骤1．观察整个传感实验仪的结构。

2．接入模板电源±15V（从主控台引入），在确保线路正确接好之后才能开启电源。

3．旋钮初始位置为直流稳压电源±2V档，电压表2V档。

4．将实验模板调节增益电位器RW3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，输出端与主控台面板上数显表输入端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）。

5．差动放大器调零后，关闭电源，拆除接线。