单臂半桥全桥传感器实验报告.pdf

【单臂半桥全桥传感器实验】是嵌入式领域中的一个重要实践环节，主要涉及到金属箔式应变片的工作原理和电桥电路的应用。实验旨在理解应变片的应变效应，即当受到外力作用时，电阻丝的电阻值会相应变化。这种效应可以用公式 ΔR/R = Kε 表示，其中 ΔR/R 是电阻丝电阻的相对变化，K 是应变灵敏系数，ε 是电阻丝长度的相对变化。 实验中使用的器件主要包括应变式传感器实验模板、应变式传感器（电子秤）、砝码、数显表、电源以及万用表。实验模板上的电阻应变片R1、R2、R3、R4以及加热丝构成了实验的核心部分。在进行实验前，需要确保所有组件的电阻值正确，并通过万用表进行测量。R1、R2、R3、R4的电阻均为350Ω，加热丝的电阻约为50Ω。 实验步骤涉及了电桥的搭建和校准。接入±15V电源，调整增益电位器RW3和调零电位器RW4，使得数显表显示为零。接着，将R1接入电桥作为单臂，与R5、R6、R7构成直流电桥，连接±4V电源，并通过调节RW1进行电桥调零。然后，在电子秤上逐次增加砝码，记录数显表的电压读数，直至达到200g或500g的砝码。这些数据用于计算系统的灵敏度S和非线性误差δf1。 通过MATLAB编程，可以对实验数据进行拟合，得到直线方程R = a * T + b，其中a和b是拟合参数。计算出的灵敏度S是输出电压变化ΔU与重量变化ΔW之比，而非线性误差δf1则表示实际输出值与拟合直线的最大偏差占满量程的比例。 实验中，通过观察不同砝码加载时数显表的电压变化，可以计算出灵敏度S的平均值，例如0.2333mv/g。非线性度的计算则是比较实际测量值与拟合直线之间的差异，以评估传感器的线性性能。 总结来说，这个实验是嵌入式系统中传感器应用的一个实例，重点在于理解电阻应变片的物理特性，熟悉电桥电路的工作原理，以及掌握如何分析和评估传感器的性能指标，如灵敏度和非线性度。这些知识对于设计和优化嵌入式系统中的传感器模块至关重要。