機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗主講：朱紅瑜河南工業(yè)大學(xué)機械工程實驗教學(xué)中心只有通過足夠的實驗操作，才能得到應(yīng)有的實際動手能力培養(yǎng)和更好的掌握書本知識。機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗主講：朱紅瑜河南工業(yè)大學(xué)只有通1實驗內(nèi)容實驗一電阻應(yīng)變片及電橋特性實驗

實驗二電感傳感器特性實驗實驗三電容傳感器特性實驗實驗四濾波器濾波特性實驗實驗五虛擬儀器控制振動測試實驗實驗內(nèi)容實驗一電阻應(yīng)變片及電橋特性實驗21、了解電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)。2、觀察應(yīng)變效應(yīng)，掌握應(yīng)變片的作用。3、熟悉應(yīng)變片電橋的各種接法及其輸出特性。實驗一電阻應(yīng)變片及電橋特性實驗

一、實驗?zāi)康?、了解電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)。實驗一電阻應(yīng)變片及電橋3所需單元及部件直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動放大器、雙孔懸臂梁稱重傳感器、砝碼、應(yīng)變片、F/V表、主、副電源。旋鈕初始位置：

直流穩(wěn)壓電源打到±2V檔，F(xiàn)/V表打到2V檔，差動放大增益最大。所需單元及部件4二、實驗原理

箔式應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件，它相當(dāng)于一種應(yīng)變電阻片，當(dāng)其受力發(fā)生形變時，敏感柵隨同變形，電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。人們可通過測量其電阻的變化來反映受力的大小。在使用時，通常把應(yīng)變片牢固地粘貼在測試體表面，當(dāng)測試體受力發(fā)生形變時，箔式應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)的變化。通過測量電路，轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行測量。二、實驗原理箔式應(yīng)變片是5應(yīng)變電阻片的敏感珊模擬應(yīng)變電阻片的敏感珊模擬6

電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出電壓為零，在橋臂四個電阻R1、R2、R3、R4中，當(dāng)使用一個應(yīng)變片R代替一個電阻組成單橋時，電阻的相對變化率E=△R／R；使用二個應(yīng)變片代替兩個電阻組成半橋差動狀態(tài)時，有E=2△R／R；當(dāng)使用四個應(yīng)變片代替四個電阻組成全橋兩個差動對工作，且R1＝R2＝R3＝R4＝R時，電阻的相對變化率E=4△R／R。電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當(dāng)電橋平衡7

由此可見，使用的應(yīng)變片越多，其電阻的變化率越大，電路中某兩點電位差變化越大。所以，單橋，半橋，全橋電路的靈敏度依次增大。本實驗是利用應(yīng)變梁的應(yīng)變量△X所引起的電位差的改變量△V來反映對應(yīng)的橋路靈敏度的。

計算公式為

S=△V

△X

由此可見，使用的應(yīng)變片越多，其電阻的變化率8

設(shè)備的特點是把被測體、各傳感器、信號激勵、處理電路集于一體，組成一個完整的測試系統(tǒng)?？梢苑奖愕亟M成數(shù)十種不同的實驗，這些實驗可分為三大類：靜態(tài)實驗、動態(tài)實驗和系統(tǒng)實驗。SET-N傳感器實驗箱簡介傳感器安裝臺信號源/數(shù)據(jù)采集/顯示儀表

處理電路單元傳感器符號及引線單元

實驗箱主要由四部份組成：傳感器安裝臺、信號源/數(shù)據(jù)采集/顯示儀表、傳感器符號及引線單元、處理電路單元。設(shè)備的特點是把被測體、各傳感器、信號激勵、處理電9安裝測微頭所需單元及部件安裝測微頭所需單元及部件10箔式應(yīng)變片螺

旋測微器稱重圓盤所需單元及部件箔式應(yīng)變片螺旋測微器稱重圓盤所需單元及部件11

數(shù)顯表所需單元及部件數(shù)顯表所需單元及部件12差放調(diào)零平衡調(diào)零應(yīng)變片接口1--4實驗電源實驗電源所需單元及部件差放調(diào)零平衡調(diào)零應(yīng)變片接口1--4實驗電源實驗電源所需單元及13+4V--4VWD+_電壓表RR3R2R1

四、實驗電路+4V--4VWD+_電壓表RR3R2R1四、實驗電14接數(shù)顯表接數(shù)顯表15三種橋路的電路比較三種橋路的電路比較16五、實驗步驟1、差動放大器調(diào)零。2、根據(jù)電路圖接線，調(diào)節(jié)電橋平衡。3、在傳感器上放上一只砝碼，記下此時的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個數(shù)值并記錄這些數(shù)值。4、根據(jù)所得結(jié)果計算系統(tǒng)靈敏度S。5、保持放大器增益不變，將電路接成半橋電路，進(jìn)行測量。6、保持放大器增益不變，將電路接成全橋電路，進(jìn)行測量。7、在同一座標(biāo)上描出X-Y曲線，比較三種接法的靈敏度。

五、實驗步驟1、差動放大器調(diào)零。17六、實驗數(shù)據(jù)記錄表格重量（g）電壓(mV)六、實驗數(shù)據(jù)記錄表格重量（g）電壓(mV)18七、注意事項

1、按實驗步驟進(jìn)行，在對差動放大器調(diào)零時，要開啟左下角的電源“開”，調(diào)零后關(guān)閉。2、電橋上端虛線所示的四個電阻實際上并不存在，僅作為一標(biāo)記，讓學(xué)生組橋容易。3、為確保實驗過程中輸出指示不溢出，可先將砝碼加至最大重量，如指示溢出，適當(dāng)減小差動放大增益，此時差動放大器不必重調(diào)零。4、在更換應(yīng)變片時應(yīng)將電源關(guān)閉。5、直流穩(wěn)壓電源±4V不能打的過大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效應(yīng)；在實驗過程中如有發(fā)現(xiàn)電壓表發(fā)生過載，應(yīng)將電壓量程擴大。6、在本實驗中只能將放大器接成差動形式，否則系統(tǒng)不能正常工作，接全橋時請注意區(qū)別各應(yīng)變片的工作狀態(tài)方向。、七、注意事項19八、思考題

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