一、电阻应变式称重传感器特性及应用--实验指导书

电阻应变式传感器实验报告电阻应变式传感器实验报告导言：电阻应变式传感器是一种常见的传感器类型，广泛应用于各个领域。

本实验旨在通过实际操作和数据收集，了解电阻应变式传感器的原理和应用。

一、实验目的本实验的目的是通过测量电阻应变式传感器在不同应变下的电阻变化，了解其工作原理和特性。

同时，通过实验数据的处理，掌握电阻应变式传感器的灵敏度和线性范围。

二、实验器材和原理1. 实验器材：- 电阻应变式传感器- 电源- 电压表- 电流表- 变压器- 桥式电路- 数据采集仪2. 实验原理：电阻应变式传感器是利用材料在受力作用下产生应变，从而改变电阻值的原理。

当传感器受到外力作用时，其内部的应变片会产生应变，从而导致电阻值的变化。

通过测量电阻值的变化，可以间接得到外力的大小。

三、实验步骤1. 将电阻应变式传感器连接到桥式电路中，调节桥臂上的电阻，使得桥路平衡。

2. 施加外力，使传感器产生应变。

3. 通过电压表和电流表测量桥路的电压和电流值。

4. 记录不同应变下的电压和电流值，并计算电阻值的变化。

四、实验数据处理1. 根据实验记录的电压和电流值，计算电阻值的变化。

2. 绘制电阻值与应变的关系曲线，分析其线性范围和灵敏度。

3. 根据实验结果，评估电阻应变式传感器的性能和适用范围。

五、实验结果和讨论根据实验数据处理的结果，我们可以得出电阻应变式传感器在不同应变下的电阻变化曲线。

通过分析曲线，我们可以确定其线性范围和灵敏度。

同时，我们还可以评估传感器的稳定性和精确度。

六、实验结论通过本实验，我们深入了解了电阻应变式传感器的工作原理和特性。

实验结果表明，电阻应变式传感器具有较好的线性范围和灵敏度，适用于各种测量场合。

然而，其稳定性和精确度仍需进一步改进。

七、实验总结本实验通过实际操作和数据处理，使我们对电阻应变式传感器有了更深入的认识。

同时，也让我们了解到传感器在实际应用中的一些局限性和改进方向。

通过不断的实验和研究，我们可以进一步提高传感器的性能和精确度，以满足不同领域的需求。

电阻应变传感器实验报告实验报告电阻应变传感器实验报告实验目的：1. 了解电阻应变传感器的基本工作原理及应用；2. 掌握电阻应变传感器的使用方法和注意事项；3. 熟练掌握操作仪器和记录实验数据的方法。

实验原理：当物体受到外力作用时，会发生变形。

电阻应变传感器利用金属材料的弹性变形特性，将这种变形转化为电阻值的变化。

在外力作用下，金属片发生弯曲变形，电阻值发生相应的变化。

通过测量电阻值的变化情况，就可以得到受力物体的变形量。

实验器材：电阻应变传感器、多用表、铝材、力计、通电热槽、注水管、夹子等。

实验步骤：1. 将电阻应变传感器与多用表连接，切换到电阻测试档位。

2. 将实验台上的铝材并排放在桌面上，将电阻应变传感器固定在其中一根铝材上。

3. 使用夹子固定另一根铝材，并逐渐在其中一端加力，注意记录此时的读数。

4. 将固定夹子的铝材拆下并浇水冷却，重复上述步骤，并记录实验数据。

5. 将铝材置于通电热槽中进行升温，记录过程中的实验数据。

实验结果：实验数据如下：实验次数受力（N）电阻变化（Ω）温度变化（℃）1 2 0.1 202 4 0.2 403 6 0.3 60实验分析：从实验数据可以看出，当受力增加时，电阻值也随之变化。

在温度变化的情况下，电阻值也有相应的变化。

这是由于金属材料的热膨胀系数不同导致的。

实验结论：本实验通过实验数据和分析，验证了电阻应变传感器的基本工作原理及应用方法。

同时，掌握了测量电阻值的方法和注意事项，对于今后的科研工作和日常生活中的物理实验具有一定的参考价值。

电阻应变式传感器实验报告
实验目的：
1. 了解电阻应变式传感器的工作原理
2. 掌握使用电阻应变式传感器进行力的测量的方法
3. 学习利用电阻应变式传感器测量应变和转换为电信号的过程
实验器材：
1. 电阻应变式传感器
2. 力传感器
3. 电源
4. 模数转换器
5. 电压计
实验步骤：
1. 搭建实验电路，将电源与电阻应变式传感器、模数转换器和电压计连接起来。

2. 将电阻应变式传感器安装在测量目标上，如测量弹簧的伸缩变化。

3. 通过调整电源的电压，使电阻应变式传感器的输出电压适合模数转换器的输入范围。

4. 通过读取电压计上的电压数值，记录下电阻应变式传感器输出的电压。

5. 通过改变测量目标的力大小，观察电阻应变式传感器输出电压的变化。

实验结果：
1. 根据实验数据计算出电阻应变式传感器的灵敏度。

2. 绘制出电阻应变式传感器输出电压与力大小的关系曲线。

3. 根据曲线上的数据点，计算出力与电阻应变式传感器输出电压之间的线性关系。

实验分析：
1. 分析电阻应变式传感器的工作原理，解释实验结果。

2. 探讨电阻应变式传感器的优缺点，以及其在实际应用中的使用场景。

结论：
通过实验，我们成功地使用电阻应变式传感器进行了力的测量，并了解了电阻应变式传感器的工作原理和应用。

我们还计算了电阻应变式传感器的灵敏度，并绘制了力和电压之间的关系曲线。

实验结果表明，电阻应变式传感器在测量力方面具有较高的精度和稳定性，适用于各种应用领域。

改变力的大小即可改变传感器输出图1-1电桥电路 IRJ3 *IXnxB.S应支传感器实验模枫liw实验一电阻应变式传感器的应用一一电子称实验一、实验目的1、了解和掌握电阻应变式传感器的工作原理和特性；2、了解和掌握电阻应变式全桥测量电路的优点及应变式全桥测量电路的应用；3、掌握电阻应变式传感器的标定方法和误差的计算方法。

二、实验原理电阻应变式传感器由弹性体、电阻应变片和电桥电路三部分组成，当弹性体受力作 用时产生变形£，粘贴在弹性体上的四个电阻应变片R1、R2、R3、R4受到变形作用而产生电阻的变化△R1、A R2、A R3、△R4，将受力性质相同的两个电阻应变片接入电桥的对边，不同性质的应变片接入电桥的邻边，四个电阻应变片组成如图1-1所示电桥，当电桥的两端加上电压时，传感器受力作用时，由于电桥的阻值不平衡，则在电桥的另两端将有电压输出，该输出电压与外加的力成比例, 电压的大小。

三、实验仪器与设备QSCGQ-ZT2型测控技术试验台、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（自备）。

四. 实验步骤1. 按图1-2全桥实验接线图将传感器接入全桥电路，并用万用表检查桥路阻抗，电桥阻抗应为350欧；图1-2全桥实验接线图 一接主盘尊—电魔输曲按主挖蕭菸救县东-电鶴输出Vi.宦!-L_；■2、从QSCGQ-ZT2型测控技术试验台中可调电源部分调整±4V电源接入CGQ-013实验模块上；3、从QSCGQ-ZT2型测控技术试验台中引入电源±15V接CGQ-001实验模块，检查无误后，合上主控箱电源开关。

4、将CGQ-001实验模块输出端V02与主控箱面板上的电压表电压输入端Vi相连，电压表的切换开关打到2V档；5、放大器调零：将CGQ-001实验模块中调节增益电位器Rw1顺时针调节到中间位置，然后进行差动放大器调零，使电压表显示0.00V。

实验一电阻应变式称重传感器特性实验一．实验目的1.了解金属箔式电阻应变片的应变效应。

2.掌握全桥测量电路的工作原理与性能。

二．实验设备和工具1.传感器开放电路实验主板；2.电阻应变式称重传感器工作对象；3.TS-INQ-8U多通道数据采集模块；4.砝码一套；5.跳线若干；6.PC机7.万用表bVIEW测量软件：传感器特性测量.vi，全桥电路的应用-物体重量测量.vi三．实验原理与方法1.TS-OSC-7A实验模块介绍TS-OSC-7A 传感器开放电路实验模块的主要目的是为学生进行基础传感器实验提供一个开放的、透明的实践平台，让学生通过自己动手搭建传感器信号处理电路和放大电路，更详细的了解常用传感器及其相关信号提取和处理方法。

该平台为学生提供一块实验主板和两套实验对象。

两套实验对象中，一套是出厂前完成测试的完整模块，提供给老师和学生进行验证性实验，另一套是可以让学生自行搭建电路的散件。

图5-1 所示为传感器开放电路实验模板实验主板。

各模块的功能：电源模块：该模块为各实验模块提供稳定的电源，模块中能提供的电源有+24V、+12V、 -12V、+5V。

这些电源都是通过一个 5PIN 的电源接口从外部的多路输出电源模块引入，然后在实验主板上统一管理。

PWM 脉宽调制模块：该模块通过调制脉宽控制功率管的开关速率，进而控制电机的转速或者是制热片的加热时间。

S5为该模块的电源开关。

S6为功能选择开关，当拨到"Heat-UP"位时进行制热片的加热控制，当拨到"Motor"位时进行电机转速的控制。

R28为脉宽调制电阻，改变该阻值及可改变信号高电平的持续时间，进而改变功率管的开关速度。

全桥信号处理模块：该模块是经典的桥式信号处理电路，主要对电阻应变片称重传感器的信号进行线性放大处理，当然也可以扩展到其他可以组成桥式测量电路的传感器的应用。

该电路精度高，稳定性好。

信号输出模块：该模块可为传感器信号提供保护功能，保证输出信号的稳定性。

实验一 金属箔式应变片-单臂电桥、半桥、全桥性能比较实验实验目的：了解金属箔片式应变片，验证单臂、半桥、全桥的性能及彼此之间的关系。

所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬梁称重传感器、砝码、应变片、F/V 表、主、副电源。

实验原理与公式： （1）单臂电桥平衡条件： R 1R 4 = R 2R 3输出电压： RR EU 14∆⋅=灵敏度： 4EK U =（2）半桥平衡条件： R 1R 4 = R 2R 3 输出电压： RR EU 12∆⋅=灵敏度： 2EK U =（3）全桥平衡条件： R 1R 4 = R 2R 3 输出电压： RR E U 10∆=灵敏度：EK U =旋钮初始位置：直流稳压电源拨到2V 档，F/V 表拨到2V 档，差动放大器增益旋钮调到最大。

实验步骤：（1）了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。

上下两片梁的外表面各贴两片应变片。

（2）差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。

将差动放大器的输出端与F/V 表的输入插口vi 相连；调节差动放大器的增益旋纽到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V 表显示为零，然后关闭主、副电源。

（3）按照下图，R 1、R 2、R 3为电桥的固定电阻；R 4＝Rx 为应变片。

将稳压电源的切换开关置4v 档，F/V 表置20v 。

开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W 1，使F/V 表显示为零，等待数分钟后将F/V 表置2v ，再调节电桥W 1（慢慢调）使F/V 表显示为零。

（4）在传感器的托盘上放上一只砝码，记下现在的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。

表1（5）维持放大器增益不变，将固定电阻R 3换为与R X (R 4)工作状态相反的另一应变片，即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，调节电桥的W 1使F/V 表显示为零，重复（4）进程一样测得读数，填入表2。

实验一、二 电阻应变片传感器特性实验一、 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，全桥测量电路与单臂电桥的不同性能、了解各自的特点。

二、 基本原理：敏感元件—金属箔在外力作用下，其电阻值会发生变化。

即金属的电阻应变效应。

根据推导可以得出：l lk l l l l l l R R ∆=∆∆∆++=∆++∆=∆02121）（）（ρρμρρμ“应变效应”的表达式。

k 0称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，k 0受两个因素影响，一个是（1+μ2），它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是）（ρερ∆，是材料的电阻率ρ随应变引起的（称“压阻效应”）。

对于金属材料而言，以前者为主，则μ210+≈k ，对半导体，0k 值主要是由电阻率相对变化所决定。

实验也表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成比例。

通常金属丝的灵敏系数k 0=2左右。

用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。

在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。

通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，根据（3）式，可以得到被测对象的应变值ε，而根据应力应变关系εσE = （4）式中 σ——测试的应力； E ——材料弹性模量。

可以测得应力值σ。

通过弹性敏感元件，将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而做成各种应变式传感器。

电阻应变片可分为金属丝式应变片，金属箔式应变片，金属薄膜应变片。

单臂电桥：即应变片电阻接入电桥的一臂，测出其电阻变化值，结构比较简单，但是灵敏度较差；半桥：把不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。

当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压UO2＝EG ε／2。

式中E 为电桥供电电压。

全桥：测量电路中，将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边，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U 03＝KE ε。

电阻应变式称重传感器的应用特点
电阻应变式称重传感器的应用特点
1）由于采用机械运动结构，抗冲击能力较差
电阻应变式地磅称重传感器由于冲击，设备运行一段时间后可能会造成秤台变形，将影响称重精度，并使动态修正曲线发生变化，称量修正无法还原原来的数据，从而使计重设备准确度下降，这时往往需要维修和标定。

2）安装及调试过程比较复杂
相对于组合式或弯板式轴重衡，其基坑建设是比较复杂的，基坑需要挖至深70~80cm，还要将框架用混凝土固定在路面中间后，一次施工周期长，对路面破坏大。

3）不能很好的放水、防水
基坑排水管道出口一般低于收费广场排水沟底，需增加水井和自动潜水泵以保证及时排水，否则将影响称量精度。

4）对恶劣气候没有有效的防范措施
这种结构是钢结构间，由于结构复杂，且有运动部件，虽经一定的防腐处理，但仍男完全解决潮湿以及汽车尾气对设备的腐蚀，如雨水、潮湿气候及汽车尾气，以及车道内的杂物、泥沙、机油等从间隙中落入基坑时，都会影响计重称量设备的正常运行。