传感器与测试技术作业答案

5.有一电阻应变片，其灵敏度 ， ，设工作时其应变为1000με，问ΔR为多少？设将此应变片接成如图所示的电路，试求：(1).无应变时电流表示值；(2).有应变时电流表示值；(3).电流表指示值相对变化量；(4).试分析这个变量能否从表中读出。

解：(1).无应变时，电流的表示值为

I (2).根据S=dRRU1.5V12.5mA R120x，可得RSRx212010001060.24；

U1.5V=12.475mA； R120+0.24I12.512.475100％0.2％； I12.5则有应变时电流表示值I(3).电流表指示值相对变化量δ(4).电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的零位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，可根据需要采用放大器放大。

6.以阻值 ，灵敏度 的电阻丝应变片与阻值为120 的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

解：(1).当应变片为2με时，单臂电桥的输出电压为

11U0SxU12210633μV

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双臂电桥的输出电压为

11 U0SxU12210636μV

22(2).当应变片为2000με时，单臂电桥的输出电压为

11U0SxU12200010633mV

44双臂电桥的输出电压为

11 U0SxU12200010636mV

22根据电桥的灵敏度S度的一半。

U0可知，单臂电桥的灵敏度是双臂电桥的灵敏R/R7.有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片以提高灵敏度。试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么。(1)半桥双臂各串联一片；(2)半桥双臂各并联一片。

解：电桥的电压灵敏度为S阻的相对变化成正比。由此可知：

(1).半桥双臂各串联一片，虽然桥臂上的电阻变化增加1倍，但桥臂总电阻也增加1倍，其电阻的相对变化没有增加，所以输出电压没有增加，故此法不能提高灵敏度；

(2).半桥双臂各并联一片，桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半，电阻的相对变化也没有增加，故此法也不能提高灵敏度。

8.有一悬臂梁，在其中部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图所示。

(1).请给出由这四个电阻构成全桥电路示意图；

(2).若该梁悬臂端受一向下力 ，长 ，宽 ，厚 ， ，x=0.5l，应变片灵敏度系数 ，应变片空载电阻 ；试求此时这四个应变片的电阻值(注：εx

6(lx)F)。 2bEhU0ΔR，即电桥的输出电压U0S与电R/RR2

R1R4R2R3L解：(1).其电路图如下：

Fhx

R1R2+U0R3

(2)由S=dRRR4-

x可知

6(lx)6(0.250.50.5)F2.11201Ω0.005ΩbEh20.06701090.0032ΔR=KRεxKR则

R1R4R0ΔR120Ω0.005Ω120.005Ω

R2R3R0ΔR120Ω0.005Ω119.995Ω3