——单臂和双臂系列实验
一、实验目的：
了解金属箔式应变片，单、双臂测量电路的工作原理和工作情况。
二、实验原理：
本实验说明箔式应变片及半桥单、双臂直流电桥的原理和工作情
况。电阻应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在力敏感物体（测件）表面，当测件受力发生形变（即为应变），应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。
由此可知，单臂、双臂、四臂电路的灵敏度依次增大。
三、所需单元及部件：
直流稳压电源、电桥、差动放大器、悬臂梁、F/V表、应变片
四、旋钮初始位置：
直流稳压电源打到±4V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最
大（顺时针最大）。 五、实验步骤：
1、观察悬臂梁及其上的应变片，确定应变类型。
2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、．．地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启主电源；调节差动放大器的增益到最大位置（顺时针将差动放大器的增益旋钮调整到最大），然后调整差动放大器的调零旋钮，直至使F/V
表显示为零。关闭主电源，并将差放短接线全部撤去。
3、半桥单臂工作模式的测量
（1）电桥的调零：根据如图1接线。R1、R2、R3为电桥单元的固
定电阻，R1=R2；Rx=R4为应变片。将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置2V档。开启主电源，调节电桥平衡网络中的RW1，使F/V表显示为零，等待数分钟后将F/V表置2V档，再调电桥RW1（慢慢地调），使F/V表显示为零。
图1
（2）在传感器上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度S= V/W，并作出V-W关系曲线，V为电压变化率，W为相应的重量变化率。
重量（g）电压（mV）
4、半桥双臂工作模式的测量
（1）电桥的调零：根据如图2接线。R1、R2为电桥单元的固定电
阻，R1=R2；Rx1=R4 ，Rx2=R3为应变片，Rx1、 Rx2组成差动结构。将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置2V档。开启主电源，调
节电桥平衡网络中的RW1，使F/V表显示为零，等待数分钟后将F/V表置2V档，再调电桥RW1（慢慢地调），使F/V表显示为零。
R3
R3
图5
（2）在传感器上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度S=V/W，并作出V-W关系曲线，V为电压变化率，W为相应的重量变化率。
重量（g）电压（mV）
8、在同一座标上描出X-Y曲线，比较三种接法的灵敏度。 六、注意事项：
（1）电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标
记，以方便组桥。
（2）为确保实验过程中输出指示不溢出，可先将砝码加至最大重
量，如指示溢出，适当减小差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。
（3）做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直
流电桥的影响。 七、思考题：
（1）为什么每次实验前均要调零。
（2）在半桥双臂测量试验中，Rx1、 Rx2应变方向对测量结果有没有影响，为什么？
（3）本实验全桥双臂测量过程中，电阻应变片Rx1、 Rx2应变方向对测量结果有没有影响，为什么？
（4）通过比较，可以看出单臂、双臂在实际测量中有何区别？ （5）在半桥和全桥测量中，出现输出电压为负的情况，试分析原因。如果要使得此时输出电压为正，电路应如何调整？
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