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传感器与自动检测技术实验指导书
实验二 金属箔式应变片——半桥性能实验
一、实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。
二、基本原理：不同受力方向的两片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。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uo2=EK?/2。
三、需要器件与单元：同实验一。 四、实验步骤：
1、传感器安装同实验一。做实验（一）2的步骤，实验模块差动放大器调零。
接主控箱电接数显表 源输出 V 地 i
接主控箱电源输出
图2-1 应变式传感器半桥实验接线图
2、根据图2-1接线。R1、R2为实验模块左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。接入桥路电源±4V，调节电桥调零电位器Rw1进行桥路调零，实验步骤3、4同实验一中4、5的步骤，将实验数据记入表二，计算灵敏度S=?u/?W，非线性误差?f2。若实验时无数值显示说明R2与R1为相同受力状态应变片，应更换另一个应变片。
表二 半桥测量时，输出电压与加负载重量值
重量（g） 电压（mv） 五、思考题：
1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。 2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在非线性（2）应变片应变效应是非线性的（3）调零值不是真正为零。
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实验三 金属箔式应变片全桥的应用—电子秤实验
一、实验目的：了解应变片直流全桥的应用及电路的标定。
二、基本原理：电子秤实验原理为实验三全桥测量原理，通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成为一台原始电子秤。
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、±15V电源、±4V电源。
四、实验步骤：
1、按实验一中2的步骤将差动放大器调零：按图1-4全桥接线，合上主控箱电源开关调节电桥平衡电位器Rw1，使数显表显示0.00V。
图1-4
2、将10只砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器Rw3（增益即满量程调节），使数显表显示为0.200V（2V档测量）或-0.200V。
3、拿去托盘上的所有砝码，调节电位器Rw4（零位调节），使数显表显示为0.000V或-0.000V。
4、重复2、3步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲V改为重量量纲g，就可称重，成为一台原始的电子秤。
5、把砝码依次放在托盘上，填入下表：
重量（g） 电压（mv） 6、根据上表计算误差与非线性误差。
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实验四 金属箔式应变片温度影响实验
一、实验目的：了解温度对应变片测试系统的影响。
二、基本原理：电阻应变片的温度影响，主要来自两个方面。敏感栅丝的温度系数，应变栅线膨胀系数与弹性体（或被测试件）的线膨胀系数不一致会产生附加应变。因此当温度变化时，在被测体受力状态不变时，输出会有变化。
三、需用器件与单元：应变传感器实验模块、数显表单元、直流源、加热器（已贴在应变片底部）
四、实验步骤：
1、保持实验三实验结果。
2、将200g砝码加于砝码盘上，在数显表上读取某一整数Uo1。
3、将5V直流稳压电源（主控箱）接于实验模块的加热器插孔上，数分钟后待数显表电压显示基本稳定后，记下读数Uot，Uot–Uo1即为温度变化的影响。计算这一温度变化产生的相对误差??Uot?Uo1Uot?100%。
五、思考题：
1、金属箔式应变片温度影响有哪些消除方法？ 2、应变式传感器可否用于测量温度？
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实验五 电容式传感器的位移特性实验
一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。
二、基本原理：利用平板电容C??A/d和其他结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择?、A、d三个参数中，保持两个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（?变）、测微小位移（d变）和测量也为（A变）等多种电容传感器。
三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模块、测微头、相敏检波、滤波模块、数显单元、直流稳压源。
四、实验步骤：
1、按图3-1安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模块上。 2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模块，实验线路见图4-1。
3、将电容传感器实验模块的输出端Vo1与数显表单元Vi相接（插入主控箱Vi孔），Rw调
接主控箱电源输出
Vi 接
主控箱数地 显
表 图4-1 电容传感器位移实验接线图
节到中间位置。
4、接入±15V电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每隔0.2mm（参考测量间隔）记下位移X与输出电压值，填入表4-1。
表4-1 电容传感器位移与输出电压值
X（mm） V（mv） 5、根据表4-1数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差?f。 五、思考题：
试设计利用?的变化测谷物湿度的传感器原理及结构。能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？
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