1、小量程长度测量传感器设计一、 实验要求：用电阻应变片设计小量程测量传感器，要求量程为 0 4mm,精度为0.001mm。二、实验器材和仪器：1、45 钢片，支架，500 克砝码若干（实验室桌上放置的那一套）2、应变片四片，引出导线若干；3、静态应变测量仪三、实验原理：当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的应变变化，通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。四、测量原理将电阻应变片粘贴在试件的表面，应变片内电阻丝的两端接入测量电路（电桥） 。随着试件受力变形，应变片的电阻丝也获得相应
2、的形变使电阻值发生变化。由应变片的工作原理可知，当应变沿应变片的主轴方向时，应变片的电阻变化率 和试件（本实验为悬臂梁）的主应变 成正比，即式中 K 为应变片的灵敏系数（此值由应变片厂家给出） ；R 是未加力时应变片阻值的初始值；R 是加力变形后应变片的电阻变化。所以只要测出应变片阻值的相对变化，便可得出被测试件的应变。本实验用平衡电桥测量应变片电阻的相对变化。 五、实验方案（暂不考虑温度补偿）1、设计传感器结构：截面积为 A 的 45 钢薄片，应变片 4 个，结构如图所示B F A2、桥路连接：全桥法3 、测量应变以 R2 为应变片的初始值，然后加一个砝码，由于应变导致应变片阻值变化，电桥失
3、去平衡，记录此时的电阻变化 R。依次将三个砝码加完，记录数据，即加砝码测量。然后取下砝码，调节电桥平衡，45 钢薄片应变片记下相应的 R，依次将砝码取完，得到减法码测量。将所得数据取平均，利用逐差法处理。即可得加载 1N 时应变片的阻值变化量R，然后利用相应公式求出应变。4、数据处理与结论1）实验值计算可得 L12）理论值计算由悬臂梁某点处的弯矩公式，惯性矩公式，计算出 L23）误差计算检验是否合理4）求模拟刻度求模拟刻度小格：根据题目要求，量程为 4mm，分度值 0.001mmn=4/0.001=4000，所以需要 4000 个模拟小格找出分度值对应示数在 A 端施加一个力 F，使 A 端产生变形，当 A 端的变形为 0 时，记下仪器读数 X0,；当 A 端变形为 4mm 时，记下仪器读数 X1。则，则分度值对应示数为：（X1-X0）/4000当进行实验时，我们测的实验数值为 X2，被测物品的实际长度为L=X2*（X1-X0）/4000至此，就可以实现实验要求提供的长度测量
