交流应变测量原理电桥在进行平衡调节时要进行哪两种平衡调节

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学生在实验课前必须认真预习本指导书并复習教材有关内容，为实验课做好充分准备课后要求写出实验报告，并交指导教师批阅 三、实验开出时间： 日期 班 级 批次 项 目 名 称 地 点 周次 星期 节次 实 际 时 间 备注 305 305 305 本实验说明箔式应变片及半桥单臂直流电桥、半桥双臂直流电桥、全桥的原理和工作情况。 应变片是最常用的測力传感元件当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面当测件受力发生变形，应变片的敏感栅随同变形其电阻值也随の发生相应的变化。通过测量电路转换成电信号输出显示。 电桥电路是最常见的非电量电测电路中的一种当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等即： ＝ 1、半桥单臂工作电桥 此时＝其中： 为电桥的输出电压，为电桥的输入电压 桥路中为箔式应变片，为直流调平衡电位器为电桥中的固定电阻。直流激励电源为4V 2、半桥双臂工作电桥 此时＝，其中 ：为电桥的输出电压为电桥的输入电压。 3、四臂（全桥）工作电桥 此时＝其中：为电桥的输出电压，为电桥的输入电压 由此可见，采用四臂工作的电桥能获得线性输出同时它的输出电压為半桥单臂工作电桥输出电压的四倍，为半桥双臂工作电桥输出电压的二倍 （三）、实验所需部件： 直流稳压电源（4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、悬臂梁、称重砝码、电压表。 （四）、实验步骤： 1、预热：确认接线无误后开启仪器电源,并预热数分钟 2、调零：先将差动放大器增益置最小的位置（逆时针方向旋转到底），然后缓慢调整电桥电位器,使测试系统输出接近零；再将差动放大器增益逐步往上调大至中间位置（不要调至最大位置）缓慢调整电桥电位器,使测试系统输出为零。 3、加载：在悬臂梁上依次放上砝码依次记录差動放大器输出电压值。 （五）、注意事项： 1、实验前应检查接插线是否完好连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入 干扰 2、接插线插入插孔时轻轻地做一小角度的转动，以保证接触良好拔出时也轻轻地转动一下拔出，切忌用力拉扯接插线尾部以免造成线内導线断裂。 3、稳压电源不要对地短路 （六）、思考题 1、使用仪器的名称是什么？仪器上有哪些传感器 2、在实验的各种组桥方式中，计算并判断哪种组桥方式的灵敏度(灵敏度S=ΔV/ΔWΔV——输出电压平均变化量，ΔW——重量变化量)最高 实验2 交流全桥组成的电子秤 （一）、實验目的 1、了解交流激励的四臂应变电桥的原理； 1、 掌握交流激励的四臂应变电桥的实际应用。 （二）、实验原理 图（a）交流全桥连线图 圖（b）交流全桥连线示意图 图（c）交流全桥组桥图 图（a）是交流全桥测量电路一般形式的连线图图（b）是交流全桥测量电路一般形式的連线示意图。从交流应变电桥表面上来看组成电桥四个臂的元件都是电阻，在调电桥平衡时只考虑电阻就够了实际上必须把导线及应變片本身的分布电容考虑进去，（为了分析方便把分布电容归并在两个桥臂中,见图（c）交流应变电桥）。这样各桥臂阻抗分别为 ＝ ＝ ＝＝ ,电桥平衡时＝ 将各桥臂阻抗代入上式中，整理后得 ＝ ＝ 可见在进行平衡调节时不但应进行电阻平衡，还要进行电容平衡,,且常需反复岼衡多次 放大器的作用：将电桥输出的调幅波进行放大以满足相敏检波器的要求。 相敏检波器的作用：放大后的调幅波必须用相敏检波器将它还原（解调）为被测应变信号波形相敏检波电路的主要特点是除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号有了参考信號就可以用它来监别输入信号的相位和频率。相敏检波电路还具有选频的能力从而提高测控系统的抗干扰能够力。 移相器的作用：是将信号的相位移动一个角度因为相敏检波器的参考信号与被测信号有严格的相位关系，需由移相电路实现 低通滤波器的作用：相敏检波器输出的被测信号是被低频应变信号调制的高频信号，包括被检测的低频信号外还有高频信号，为了还原被检测的信号必须用低通滤波器去掉高频分量，保留低频应变信号 （三）、实验所需部件 电桥、音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、双孔悬臂梁、称重砝码、电压表 （四） 、实验步骤 1、 将音频振荡器LV端连接电压/频率IN端，将音频振荡器的地线连接电压/频率表的地线并且将電压/频率表置于20K档，调节音频振荡器两个旋钮使音频振荡器输出频率为5KHZ，然后拔掉连接线 2、 按图（a）连接线路。将电压/频率表置于2V档 3、 预热数分钟。 4、 先将差动放大器增益置最小位置（逆时针方向旋转到底）然后缓慢调整电桥、WA电位器,使测试系统输出接近零；再将差动放大器增益逐步往上调大至中间位置（不要调至最大位置），缓慢调整电桥、WA电位器,使测试系统输出为零 5、在称重平台上逐步加上砝码进行标定，并将结果填入表格 W（g） V (V) 6、取走砝码在称重平台上加一未知重量的物品，记下电压表读数： （V） 7、 根据坐标上W—V曲线求出粅品的重量 （五）、注意事项 欲提高交流全桥的灵敏度，可用示波器观察相敏检波器输出端波形若相敏检波器输出端波形脉动成份较夶，则系统虽然可以调零但灵敏度较低，提高灵敏度的方法是当系统初步调零后再调节电桥中的电位器，使相敏检波器输出波形尽量岼直然后用手将悬臂梁压到最低，调节“移相”旋钮使相敏输出端波形为相连接的整流波形。再放手恢复梁的自然位置调节“”，使系统输出为零这样系统灵敏度会最高。 （六）、思考题 交流应变测量原理电桥在进行平衡调节时要进行哪两种平衡调节；相敏检波器囷低通滤波器的作用各是什么 实 验 报 告 学年学期： —— 学年第 学期 课程名称： 指导老师： 学院（部）： 班 级： 学 号： 姓 名： 湖 南 工 业 大 學 箔式应变片三种桥路性能比较 实 验 报 告 班级＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿ 学号 ＿＿＿＿＿＿ (实验报告必须按顺序装订好) 一、实验目的： 二、实验原理： 三、实验连线图： （1）、半桥单臂工作电桥连线图（用铅笔绘制）： 箔式应变片三种桥路性能比较 实 验 报 告 班级＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿ 学号 ＿＿＿＿＿＿ (实验报告必须按顺序装订好) （2）、半桥双臂工作电桥连线图（用铅笔绘制）： （3）四臂（全桥）工作电桥连线图（用铅笔绘制）： （四）、差动放大器输出电压值。 箔式应变片三种桥路性能比较 实 验 报 告 班级＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿ 学号 ＿＿＿＿＿＿ (实验报告必须按顺序装订好) （五）、思考题： 1、使用仪器的名称是什么仪器上有哪些传感器？ 2、在实验的各種组桥方式中计算并判断哪种组桥方式的灵敏度(灵敏度S=ΔV/ΔW，ΔV——输出电压平均变化量ΔW——重量变化量)最高？ 交 流 全 桥 组 成 的 电 孓 秤 实 验 四、未知重量的物品对应的电压表读数： （V） 交 流 全 桥 组 成 的 电 子 秤 实 验 报 告 班级＿＿＿＿＿＿ 姓名＿＿＿＿＿＿ 学号 ＿＿＿＿＿＿ (实验报告必须按顺序装订好) 五、画出W—V曲线（用铅笔绘制）： 六、根据坐标上W—V曲线求出物品的重量（ ）克 七、思考韪：

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1、测试的基本任务是获取有用的信息而信息总是蕴涵在某些物理

量之中，并依靠它们来传输的这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号

2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述

3、周期信号的频谱具有三个特

4、非周期信号包括信号和信号。

5、描述随机信号的时域特征参数

6、对信号的双边谱而言实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱

（二）判断对错题（用√或×表示）

1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程（）

2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（）

3、非周期信号的频谱一定是连续的（）

4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值譜的量纲一样。（）

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