中南大學(xué)機(jī)械工程技術(shù)測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

中南大學(xué)機(jī)械工程技術(shù)測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：***班級(jí)：*****學(xué)號(hào)：********時(shí)間：2018-5-12實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片――全橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馊珮驕y(cè)量電路的優(yōu)點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、托盤(pán)、砝碼、數(shù)顯電壓表、±15V、±4V電源、萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)原理電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：ΔR/R=Kε，ΔR/R相對(duì)變化，Kε=Δl/l1-11-1圖1-2全橋面板接線圖全橋測(cè)量電路中，將受力性質(zhì)的比例變化，如圖1-2所示,全橋測(cè)量電路中，將受力性質(zhì)其橋路輸出Uo=E??RR

（1-1）E為電橋電源電壓，R為固定電阻值，四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟應(yīng)變傳感器已安裝在應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上，可參考圖1-1。差動(dòng)放大器調(diào)零。從主控臺(tái)接入±15VUiUo2（選擇2V檔）。將電位器Rw4調(diào)到增益最大位置（順時(shí)針轉(zhuǎn)到底），調(diào)節(jié)電位器Rw3使電壓表顯示為0V。關(guān)閉主控臺(tái)電源。（Rw3、Rw4的位置確定后不能改動(dòng)）。按圖3-1（一片受拉，一片受壓）入電橋的鄰邊。加托盤(pán)后電橋調(diào)零。電橋輸出接到差動(dòng)放大器的輸入端Ui后，合上主控臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱五分鐘，調(diào)節(jié)Rw1(g)(mV)(g)(mV)020406080100120140160180200-0.2133264391533670807943107912151351實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算靈敏度L=ΔU/ΔW和全橋的非線性誤差δ。(g)(mV)L，L=Δ(g)(mV)020406080100120140160180200-0.21332643915336708079431079121513511）用Excel擬合得到如下圖線2）由擬合曲線，得L=6.7759mV/gδ1） 由擬合圖線求得的理論值及差值重量（g） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200電壓133 264 391 533 670 807 943107912151351理論電壓.ΔV（mV）

2）非線性誤差δ=ΔVmax/(Vmax-Vmin)=9.3995/1351.2=0.70%六、思考題全橋測(cè)量中，當(dāng)兩組對(duì)邊（R1R3）RR1＝R3，R2＝R4R1≠R2時(shí)，是否可以組成全橋？答：不可以。七、討論與分析總結(jié)電路。實(shí)驗(yàn)二、差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠顒?dòng)變壓器的工作原理和特性二、實(shí)驗(yàn)儀器差動(dòng)變壓器模塊、測(cè)微頭、差動(dòng)變壓器、信號(hào)源、±15V直流電源、示波器。三、實(shí)驗(yàn)原理差動(dòng)變壓器由一只初級(jí)線圈和兩只次級(jí)線圈及一個(gè)鐵芯組成。鐵芯連接被測(cè)物體，移動(dòng)線圈中的鐵芯，由于初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的互感發(fā)生變化促使次級(jí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化，一只次級(jí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加，另一只感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則減小，將兩只次級(jí)線圈反向串接（同名端連接）引出差動(dòng)輸出。輸出的變化反映了被測(cè)物體的移動(dòng)量。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟根據(jù)圖2-1將差動(dòng)變壓器安裝在差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上。圖2-1差動(dòng)變壓器安裝圖圖2-2差動(dòng)變壓器模塊接線圖接入±15VUs1號(hào)的頻率和幅度（用示波器監(jiān)測(cè)），使輸出信號(hào)頻率為4-5kHz，幅度為Vp-p=0.5V，按圖12-2（1、23、4放大器輸入端）。用示波器觀測(cè)Uo為最小，這時(shí)可以左右位移，假設(shè)其中一個(gè)方向?yàn)檎灰?，另一個(gè)方向位稱(chēng)為負(fù)，從Vp-p0.2mmVp-p值，填入下表，再?gòu)腣p-pVpp(mV)0.070.130.190.260.340.400.470.540.60X(mm)00.20.40.60.81.01.21.41.6Vpp(mV)0.670.740.820.860.920.991.07X(mm)1.82.02.22.42.62.83.0Vpp(mV)0.070.120.190.280.360.440.510.580.63X(mm)0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0-1.2-1.4-1.6Vpp(mV)0.700.770.830.900.981.051.12X(mm)-1.8-2.0-2.2-2.4-2.6-2.8-3.0實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。X(mm)VppX(mm)Vpp理論電壓（mV）ΔV(mV)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意差動(dòng)變壓器輸出的最小值即為差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓12－1Vp-p－X±1mm、±3mm非線性誤差。0.07mVVp-p－X曲線:量程為±1mm、±3mm00.20.40.60.810.070.130.190.260.340.40.06380.130940.198080.265220.332360.39950.00620.000940.008080.005220.007640.0005X(mm)0X(mm)0理論電壓（Mv))X(mm)00.20.40.60.81Vpp(mV）0.070.120.190.280.360.44+1mm-1mmmV/mm+1mm-1mmmV/mm0.33570.38非線性誤差2.45%4.52%理論電壓（mV）ΔV(mV)0.05330.01670.12930.00930.20530.01530.28130.00130.35730.00270.43330.0067±3mm0.20.40.60.811.21.41.61.822.22.42.62.830.130.190.260.340.40.470.540.60.670.740.820.860.920.991.07+3mm-3mmmV/mm0.33330.3505+3mm-3mmmV/mm0.33330.3505非線性誤差1.99%1.91%X(mm)0理論電壓0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80.12 0.19 0.28 0.36 0.44 0.51 0.58 0.63 0.72 2.2 2.40.77 0.83 0.92.6 2.8 30.98 1.05 1.12（Mv)0.06990.140.21010.28020.35030.42040.49050.56060.63070.70080.77090.8410.91110.98121.05131.1214ΔV(mV)0.00010.020.02010.00020.00970.01960.01950.01940.00070.00080.00090.0110.01110.00120.00130.0014六、注意事項(xiàng)變壓器傳感器。七、思考題出。其變化反映了什么？端電動(dòng)勢(shì)之和的大小。八、討論與分析總結(jié)在調(diào)節(jié)測(cè)微頭時(shí)應(yīng)仔細(xì)緩慢單向的調(diào)節(jié)位移，并不要調(diào)節(jié)過(guò)量，避免回程差產(chǎn)生的誤差。采用補(bǔ)償線路可減小零點(diǎn)殘余電壓，使差動(dòng)傳感器測(cè)量更準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)三、電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娙輦鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)儀器電源、絕緣護(hù)套三、實(shí)驗(yàn)原理器它實(shí)質(zhì)上是具有一個(gè)可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理：??=??????????????

(3-1)式中，Sd，ε0，εrS、dεrC改變極間距離的變間隙式，改變極板面積的變面積式和改變介質(zhì)電常數(shù)的變介3-1圖3-1電容傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟按圖3-2模塊插座中。圖3-2電容傳感器安裝示意圖將電容傳感器模塊的輸出UO接到數(shù)顯直流電壓表。接入±15V節(jié)Rw，使得數(shù)顯直流電壓表顯示為0（選擇2V）。（Rw）旋動(dòng)測(cè)微頭推進(jìn)電容傳感器的共享極板（下極板），每隔0.2mm量XVX(mm)0.20.40.60.81.01.21.41.61.8V(mV)4812161923262932五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差δ。SV(mV)35V(mV)35y=17.5x+1.277830R2=0.9965252015105000.511.522） L=17.5mV/mm非線性誤差1） 由擬合圖線求得的理論值及差值2）δ=ΔVma