7电阻应变式传感器实验预习要求

电阻应变式传感器测量电路实习报告院系：电子通信工程系班级：应电班组别：第组日期：2013年3月17日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为电阻丝电阻的相对变化，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U=EKε/4。

三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。

四、实验步骤：1、根据图1-1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的左上方的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。

2、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，将实验模块调节增益电位器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，输出端与主控箱面板上的数显表电压输入端Vi相连，调节实验模块上调零电位器Rw4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。

关闭主控箱电源。

接线图如图所示：3、将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（R5、R6、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1-2所示。

检查接线无误后，合上主控箱电源开关。

调节Rw1，使数显表显示为零。

电阻应变片压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器——实验报告院系：管理学院姓名：胡阳学号：PB12214074电阻应变式传感器实验内容1、自己设法确认各传感器的受力是拉伸还是压缩力，并用图示说明。

2、利用所提供的元件连接单臂电桥，桥电压由万用表给出，记下零点电压。

3、依次增加砝码，测量单臂电桥的m~U定标曲线。

有了定标曲线后，就作成了一台简易的电子秤。

提示：电子秤的量程约2公斤，请勿加载过重的物体，以免损坏应变片。

4、测量待测物体的质量。

5、连接全桥电路，重复1~3步。

6、比较电路的灵敏度。

7、实验总结数据处理:1.单臂，全桥的定标线（一）单臂电桥-52.6-52.7U/mV-52.9-53.0-53.1-53.20100200300400500m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -53.17155 0.00501B 0.00107 1.65553E-5------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99952 0.00692 6 0.0001（二）全桥：0.0530.0520.051U/V0.0490.0480100200300400500600m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.05271 2.06453E-5B -7.33992E-6 5.71108E-8------------------------------------------------------------R SD N P-------------------------------------------------------------0.99985 3.02908E-5 7 0.0001------------------------------------------------------------2、待测物体质量，比较两种电路灵敏度：单臂电桥：U= -53.17155 +0.00107 * m ; 待测物体电压：-52.57mV代入式子求得待测物体质量：m=562.20g全桥电路：U=0.05271 +（-7.33992E-6）* m；待测物体电压：0.0493V代入式子求得待测物体质量：m=464.58g单臂电桥S1=0.00107（mV/g）全桥电路S2=0.00734（mV/g）可知S3S2S1，即全桥电路的灵敏度高，单臂电桥的灵敏度低。

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 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。

电阻应变式传感器设计说明书目录一、设计题目要求与分析————————— 1二、扭矩测量及应变片的基本原理—————1三、总体方案的确定———————————7四、传感器的设计————————————71传感器类型的选择2传感器设计及结构图3静动态扭矩传感器设计计算原理4使用寿命与静校核方法五、测控电路的设计计算和相应的原理设计图——141测量电路的设计方法和要求2低功耗设计3换向电路4放大电路5转向电路6中央处理电路7受控电源电路8软件设计六、精度误差分析—————————————18七、参考文献——————————————20八、付autocad图__________________________ 23一、设计题目要求与分析1、设计测扭矩的传感器。

2、设计要求与分析1）动静扭矩都可以测量2）精度高，稳定性好，抗干扰性强3）不需要反复调零既可以连续测量正反转扭矩4）使用条件：转矩测量仪一般用在机器之间的传动轴上，所以振动大，灰尘、油雾、水污比较多，故要求传感器封装在一起，只留下两个轴端在外面；工作温度在-20~150C0。

二、扭矩测量及应变片的基本原理A、应变片的结构，材料和类型1．敏感栅1）丝式应变片, =0.012～0.05mm金属细丝绕成栅状,栅长l=0.2，0.5，1.0，100，200mm等。

2）箔式应变片,由厚度为0.003～0.01mm的金属箔片制成各种图形的敏感栅,亦称应变花,如图2-4所示。

其优点(1)制造技术能保证敏感栅尺寸准确，线条均匀和适应各种不同测量要求的形状，其栅长可做到0.2mm；(2)敏感栅薄而宽，与被测试件粘贴面积大，黏结牢靠，传递试件应变性能好；(3)散热条件好，允许通过较大的工作电流，从而提高了输出灵敏度；(4)横向效应小；(5)蠕变和机械滞后小，疲劳寿命长。

3) 金属薄膜应变片,利用其空镀膜等方式在绝缘基底上制成各种形状的薄膜敏感栅,膜厚小于1 m。

这种应变片具有比箔式应变片更多的优点。

程雅苹@地空学院 PB07007134实验题目：电阻应变式传感器灵敏度特性的研究实验目的：●了解电阻应变式传感器的基本原理，结构，基本特性和使用方法。

●研究比较电阻应变式传感器配合不同转换和测量电路的灵敏度特性。

●掌握电阻应变式传感器的使用方法和使用要求。

实验原理：详见预习报告简明实验内容：1打开主副电源，运放调零。

W,使电压表示数为零2关闭电源，调节D3每加一个砝码读出电压值，到十个后，每取一个读出电压值试验数据及处理：单臂电桥表格1单臂电桥试验数据表格2双臂电桥实验数据表格3全臂电桥实验数据为了比较添加砝码时和逐个减少砝码时灵敏度的变化，把这两个过程体现在一个图上单臂电桥-20020406080100120140160加码程过砝 (v )YL砝质量码 (kg)XB砝质量码 (kg)XB表格中显示斜率为750，是以mv\kg 为单位的，所以如果以v\kg 为单位就为0.75，均值也为0.75，故单臂电桥灵敏度W=0.75v\kg双臂电桥0.00.10.20.00.10.20.3电压值/vYLweight of 砝码 (kg)XB 双臂电桥△v 与△w 关系图TextY A x i s T i t l e双臂电桥灵敏度 W=(1.50636+1.50727)/2=1.5068v\kg 全臂电桥0.00.30.6升砝码电压 (v )YL质量 (kg)XB全臂电桥灵敏度W=（2.94182+2.92864）/2=2.935v\kg为了更清楚的看出三种电路对传感器灵敏度的影响，（加砝码过程，逐个取下砝码类似，故略）观察下图：200400600单 臂 (v )weight of 砝码added (kg)显然有S半桥≈2s单臂，s全桥≈2s半桥实验心得：实验中砝码要轻拿轻放，这样才不会使应变电阻发生剧烈改变或超出弹性限度调节DW时要耐心，等示数稳定后再判断往那边调，不能匆忙。

由于实验中导线插头过细，容易松动，所以当找不出电路上的问题时要检查是否导线接触不良。

传感器实验报告(电阻应变式传感器)
本次实验是针对电阻应变式传感器的实验，主要内容是对其结构和特性的研究。

电阻应变式传感器是一种采用变截面结构的电阻式传感器，它的材料可以做驱动电阻
变化，具有良好的特性和稳定性。

它的特征是：电阻值能够随外加应力变化而发生变化，
进而影响示值输出；电阻值随外加应力变化而发生变化，因而影响应变传感器的响应时间；采用变截面结构，使得结构紧凑，容易携带；可以非接触式监测应变，可以正确反映应变
状态；操作流程简单，易于实施。

实验流程包括以下几个方面：首先，进行电阻应变式传感器的安装；其次，用多频比
较仪测量传感器的电阻值；然后，为传感器施加恒定外力，测量其变化情况；最后，根据
测试结果绘制出静态变化曲线，用来分析电阻应变式传感器的特性。

实验结果表明，传感器的电阻随外加应力的变化而发生变化，而且变化趋势较为明显。

实验结果表明，传感器在静止应力下的电阻值较大，而当外加的应力不断增加时，传感器
的电阻值也会随之减小，当应力达到一定大小时，电阻值就会稳定在一个较小的值上。

结
果表明，电阻应变式传感器是可靠的，具有良好的特性和稳定性，能够满足各种应用要求。

本次实验对电阻应变式传感器的结构和特性进行了系统性研究，得出了正确的测试结果。

实验表明，电阻可靠，表现出很好的特性和稳定性。

由此可知，电阻应变式传感器是
一种可靠的传感器，具有工作稳定、成本低的特点，可用于各种不同的应用领域，从而满
足应用要求。

一、实验目的1. 理解电阻应变式传感器的基本原理和结构。

2. 掌握电阻应变式传感器的测量方法及其在工程中的应用。

3. 通过实验验证电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性。

二、实验原理电阻应变式传感器是利用电阻材料的应变效应，将机械变形转换为电阻变化的传感器。

其基本原理如下：当电阻丝受到拉伸或压缩时，其长度和截面积将发生变化，从而导致电阻值的变化。

这种电阻值的变化与应变值呈线性关系。

通过测量电阻值的变化，可以计算出应变值。

实验中使用的电阻应变式传感器主要由电阻应变片、引线、电桥电路和电阻应变仪组成。

三、实验器材1. 电阻应变式传感器2. 电桥电路3. 电阻应变仪4. 拉伸装置5. 载荷装置6. 电流表7. 电压表8. 电阻箱四、实验步骤1. 将电阻应变式传感器安装到拉伸装置上，确保传感器与拉伸装置的连接牢固。

2. 将电桥电路连接到电阻应变仪上，并调整电桥电路的平衡。

3. 通过拉伸装置对传感器施加不同等级的拉伸力，记录相应的应变值。

4. 使用电阻应变仪测量电阻值的变化，并计算应变值。

5. 重复步骤3和4，验证电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性。

五、实验结果与分析1. 电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性实验结果表明，电阻应变式传感器在不同应变条件下的响应特性良好，其电阻值的变化与应变值呈线性关系。

当拉伸力逐渐增大时，电阻值也随之增大，且变化趋势与应变值的变化趋势基本一致。

2. 电阻应变式传感器的灵敏度实验结果表明，电阻应变式传感器的灵敏度较高。

在相同的应变条件下，电阻应变式传感器的电阻值变化较大，说明其具有较高的灵敏度。

3. 电阻应变式传感器的线性度实验结果表明，电阻应变式传感器的线性度较好。

在一定的应变范围内，电阻应变式传感器的电阻值变化与应变值呈线性关系，说明其具有较高的线性度。

六、实验结论1. 电阻应变式传感器是一种有效的应变测量装置，具有灵敏度高、线性度好等优点。

2. 电阻应变式传感器在工程中具有广泛的应用前景，如结构健康监测、材料力学性能测试等。

实验题目：电阻应变传感器灵密度特性研究实验。

满分100姓名：娄春雅学号： 201922150275 。

班级：卓越二班实验日期： 2020.06.19 校区：兴隆山校区。

一、实验目的1.了解电阻应变式传感器的基本原理、结构、基本特性和使用方法2.测量传感器半桥和全桥的灵敏度，并与单臂电桥进行比较3.研究比较电阻应变式传感器配合不同的转换和测量电路的灵敏度的特性从而掌握电阻应变式传感器的使用方法和使用要求4.通过称重实验学习电子秤的原理并能设计简单的电子秤二、实验仪器ET-N型传感器实验仪；砝码；砝码盒三、实验原理（主要公式，原理图，实验方法等）1. 物理基础如果沿导线轴线方向施加拉力或压力使之产生变形，其电阻也会随之变化，这种现象称为应变电阻效应，如图1所示，电阻应变式传感器正是基于此效应而产生的。

一段金属导线，设导线长度为L，其截面积为A(直径为D)，导线电阻为：K0意义是单位应变量可产生或转换的电阻值相对变化量，是由材料本身的性质决定的。

一般的金属材料，在弹性范围内，其泊松比通常在0.25到0.4之间，因此1+2v在1.5到1.8之间，而其电阻率也稍有变化，一般金属材料制作的应变敏感元件的灵敏系数值为2左右，但其具体大小需要经过实验来测定。

2. 金属材料电阻应变片的结构电阻应变片是常用的电阻应变敏感元件，其结构如图2所示，由1-敏感栅、2-引线、3-粘接剂、4-盖层和5-基底等组成。

其中敏感栅是用厚度为0.003到0.010mm的金属箔制成栅状或用金属丝制成。

3. 电阻应变式传感器的转换电路（1）单臂电桥(在四臂电桥中，只有R1为工作应变片，由于应变而产生相应的电阻变化为R1的变化，而R2、R3和R4为固定电阻)(2)半桥电桥此时输出电压不存在非线性误差，而且电桥灵敏度比单臂电桥时提高了一倍，还具有温度补偿作用。

(3)全桥电桥为了进一步提高电桥的灵敏度和进行温度补偿，在桥臂中经常安置多个应变片，电桥可采用四臂电桥(或称为全桥)。

电阻应变传感器实验报告电阻应变传感器实验报告引言电阻应变传感器是一种常用的传感器，它可以将物体受力引起的应变转化为电阻值的变化。

本实验旨在通过实际操作和数据采集，探究电阻应变传感器的工作原理、特性和应用。

实验设备和方法实验所用设备包括电阻应变传感器、电源、电压表、电流表、数据采集卡和计算机。

首先，将电阻应变传感器固定在待测物体上，并连接电源和数据采集卡。

然后，通过改变物体的受力情况，使用计算机采集和记录传感器输出的电压和电流数据。

实验结果与分析通过实验采集的数据，我们可以观察到电阻应变传感器的输出电压和电流与物体受力的关系。

当物体受力增加时，传感器的电阻值会发生变化，进而导致输出电压和电流的变化。

通过对数据的分析和处理，我们可以得到传感器的灵敏度、线性度等性能指标。

在实验过程中，我们还发现了一些与电阻应变传感器相关的问题。

首先，传感器的安装位置和固定方式对其性能有重要影响。

如果安装不稳定或受力不均匀，可能会导致传感器输出的数据不准确。

其次，传感器的工作范围也需要考虑。

如果受力过大超过了传感器的承受范围，可能会损坏传感器或导致测量结果失真。

应用领域和前景电阻应变传感器在工业领域有着广泛的应用。

例如，在机械制造过程中，可以利用电阻应变传感器来测量材料的应力和变形情况，从而实现对产品质量的控制和优化。

此外，电阻应变传感器还可以用于测量建筑物和桥梁等结构物的变形情况，从而提前发现潜在的安全隐患。

随着科技的不断进步，电阻应变传感器的应用前景也越来越广阔。

例如，结合物联网和大数据分析技术，可以实现对传感器数据的实时监测和分析，从而为工业生产和结构安全提供更精准的预测和控制。

此外，还可以将电阻应变传感器与其他传感器相结合，实现多参数的综合测量和分析，为科学研究和工程设计提供更全面的数据支持。

结论通过本次实验，我们对电阻应变传感器的工作原理、特性和应用有了更深入的了解。

电阻应变传感器作为一种常用的传感器，具有广泛的应用前景和重要的实际价值。

腹有诗书气自华实验1电阻应变式传感器实验实验项目编码：实验项目时数：2实验项目类型：综合性（） 设计性（√）验证性（）一、实验目的1．在《传感器技术》课程中，电阻应变式传感器是教学中的重点内容之一。

通过本实验，了解半桥和全桥回路在电阻应变式传感器中的应用；熟悉应变片在受拉或受压时的特性；掌握桥式放大器在应变片输出信号中的应用。

二、实验内容及基本原理（一）实验内容本实验以金属箔式应变片为研究对象，通过设计不同的测量放大电路，来深入了解应变式传感器的原理以及特性。

（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，是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弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。

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2r L A L R ⨯==πρρ （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 、d ρ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：ρρd r dr L dL R dR +-=2 （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：r L μεε-= (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：ρρεμd R dR ++=)21( （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）。

电阻应变式传感器 - 实验报告大连理工大学大学物理实验报告成绩院（系）材料学院专业材料教师签字物理班级0705姓名童凌炜学号200767025实验台号实验时间 2009 年 03 月 06 日，第二周，星期五第 5-6节实验名称电阻应变式传感器教师评语实验目的与要求：1.学习电阻应变式传感器的基本原理、结构、特性和使用方法2.测量比较几种应变式转换电路的输出特性和灵敏度3.了解温度变化对应变测试系统的影响和温度补偿方法主要仪器设备：CSY 10A型传感器系统实验仪实验原理和内容：1.应变效应导体或半导体在外力的作用下发生机械变形时，其阻值也会发生相应的变化，成为应变效应。

电阻应变片的工作原理即是基于这种效应，将本身受力形变时发生的阻值变化通过测量电路转换为可使用的电压变化等以提供相关力的大小。

金属丝的电阻应变量可由以下算式表达：金属丝的原始电阻值为 R S L，收到轴向拉力时，发生电阻值变化R，变化比例的表达式为：S ，根据金属丝在力学和材料学上的相关R LR L S性质，在弹性范围内可以对公式进行改写，得到L，其中系数k称为电阻应变片R (1 2 ) L L kR L L L的灵敏系数，表示单位应变量引起的电阻值变化，它与金属丝的几何尺寸变化和本身的材料特性有关；一般半导体的灵敏系数要远大于金属的灵敏系数。

（由于受力会影响到半导体内部的载流子运动，固可以非常灵敏地反映细微的变化）2.电阻式应变传感器的测量电路转换电路的作用是将电阻变化转换成电压或电流输出，电阻应变式传感器中常用的是桥式电路，本实验使用直流电桥。

驳接阻抗极高的仪器时，认为电桥的输出端断路，只输出电压信号；根据电桥的平衡原理，只有当电桥上的应变电阻发生阻值变化时，电压信号即发生变化；电桥的灵敏度定义为 kVvR / R根据电阻变化输入电桥的方法不同，可以分为单臂、半桥和全桥输入三种方式：2.1 单臂电桥只接入一个应变电阻片，其余为固定电阻。

《电阻应变式传感器》实验预习要求
（一）通过认真阅读讲义及查阅相关资料，达到下列目标：
了解传感器技术的应用领域
了解对应变片进行温度补偿的原因及补偿方法
熟悉CSY10A 型传感器系统实验仪的电阻应变式传感器部分；
了解上梁应变片和下梁应变片的位置和符号；
了解半导体单臂电桥和半桥的实验测量电路及测量方法；
（以上不需写在预习报告中）
（二）在预习报告中回答下列预习题：
1.什么是应变效应？
2.电阻应变式传感器的工作原理是什么？
3.半导体材料和金属材料应变效应的主要区别是什么？
4.电阻应变式传感器的测量电路有几种？各有什么特点？
5.画出单臂电桥和半桥测量电路图，给出灵敏度的大小；
6. 差动放大器如何调零？
7.画出箔式单臂实验线路图并简述箔式单臂电桥和半桥灵敏度的测量步骤；
8.实验时有哪些注意事项？
（三） 预习思考题（不需写在报告上，上课提问）
1.电阻应变片的灵敏系数及其物理意义是什么？受哪些因素的影响？为什么半导体应变片的灵敏度高于金属应变片？
2.哪些因素会导致应变片阻值变化？怎样对测量桥路进行温度补偿？
3.实验中计算电桥灵敏度所用公式ΔV/Δx 与前面定义的
R R V / 是否一致，为什么？ （四）拓展题（选做）
1.利用电阻应变式传感器可以测量位移、加速度，还有那些传感器也可以测量这两个量？
2.单臂电桥中，输出电压随电阻变化不是线性的，存在非线性误差，试分析非线性误差的大小。