传感器与检测技术实验报告.doc

**传感器与检测技术实验报告** 本实验报告详细介绍了传感器与检测技术课程中关于箔式应变片性能及其在单臂、半桥、全桥配置下的性能比较，以及与半导体应变片性能比较的实验内容。实验的目标是让学生理解并掌握应变片的基本构造、工作原理，同时对比不同桥路配置的输出特性，以及金属应变片和半导体应变片的差异。 **实验原理** 应变片是基于电阻变化原理的力测量元件。当物体受力产生形变时，粘贴在其表面的应变片敏感栅也会随之变形，导致电阻值发生变化。这一电阻变化通过电桥电路转换为电信号输出，从而实现力的测量。在实验中，使用了直流稳压电源、电桥、差动放大器等设备，以及箔式应变片、测微头等材料，来模拟实际的力测量环境。 **实验设备与材料** 实验中采用的主要设备包括： 1. 直流稳压电源：提供稳定的正负4V电源。 2. 电桥：用于平衡和放大应变片的电阻变化。 3. 差动放大器：放大电桥的输出信号，增益可调至100倍。 4. 箔式应变片：作为力敏感元件，有拉伸和压缩两种状态。 5. 测微头：用于精确控制应变梁的位移。 6. 数字电压表：用于测量输出电压。 **实验步骤** 1. 调零：关闭电源，短路差动放大器输入端，调整电位器使输出为零，然后断开短路，保持电位器位置不变，关闭电源。 2. 连接实验线路，形成测试桥路，包括R1、R2、R3和WD，R为工作应变片。 3. 开启电源，预热，使用测微头调整应变梁水平，通过电桥WD电位器平衡输出。 4. 移动测微头，记录不同位移下的电压输出。 5. 更改桥路配置，进行半桥和全桥实验，重复上述步骤。 **实验结果分析与讨论** 实验数据和图表记录是分析应变片性能和桥路配置效果的关键。通过对单臂、半桥和全桥输出电压的比较，可以得出不同桥路配置对信号敏感度和噪声抑制的影响。此外，对比金属应变片和半导体应变片的性能，可以探讨它们在温度补偿、灵敏度、线性度等方面的差异。 例如，全桥配置通常提供更高的灵敏度和更好的线性响应，因为四个应变片的应变变化可以相互抵消温度效应。而金属应变片与半导体应变片相比，金属应变片一般对温度变化不那么敏感，但半导体应变片则具有更高的灵敏度。 通过本次实验，学生不仅能够掌握传感器的使用和测量方法，还能深入理解传感器的工作原理和性能特点，为后续的工程实践和理论学习打下坚实基础。指导教师的签字表明了实验的完成和成绩评估。