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实验一应变片实验：单臂、半桥、全桥比较

实验目的：了解金属箔式应变片，电桥的工作原理和工作情况，验证单臂、半桥、全桥的性

所需单元和部件：直流稳压电源、主、副电源、双平行梁、应变片、螺旋测微头、电桥、电

桥平衡网络、差动放大器、F／V

有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±4V档，F／V表打到20V档，差动放大器增益打

到最大(最右边)

主副电源开关顺序：开电源时，先主电源再副电源；关电源时，先副电源再主电源。

注意：接线操作时，电源处于关闭状态。

实验步骤：

1、差动放大器调零（4根线）

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；将差动放大器的地和F/V表的地相连；开启主、副电源；调节差动放

大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副

电源。

2、按照下图接成单臂电桥测试电路（11根线）

图中Rx为应变片，从4个箭头竖直方向的应变片中任意选一个，r及W1为电桥平衡网络。

3、电桥调平衡

把螺旋测微头放置双平行梁悬臂端中心磁柱正上方，两者距离大约5mm,注意不能吸合，

双平行梁处于水平位置。选择适当的差动放大器增益（建议最大），F／V表档位选择20V，

调旋钮W1使F／V表读数为零，再把F／V表档位选择2V，调旋钮W1，使F／V表读数为零。

旋动旋钮W1时不要碰接线以避免线路接触不良。

4、测量读数

向下旋转螺旋测微头（顺时针），使其下端慢慢接触双平行梁悬臂端中心磁柱，随着测

微头下端的不断下降，双平行梁悬臂端会被吸住，使梁发生向上弯曲变形，导致F/V表读数

不为零（读数的正负取决于接入电路中的应变片的箭头方向，即应变片在梁上贴的位置），

继续向下旋转螺旋测微头使F/V读数恢复为零，记住螺旋测微头的刻度位置，旋转测微头，

每旋转一周使梁自由端向下移动0.5mm，读一个F/V表读数（旋转时最好不要旋过再向回旋，

读数时读绝对值，并注意单位），共读5个数据填入下表。然后向上（逆时针）旋转螺旋测

1

微头，使其脱离双平行梁自由端，关闭主、副电源。

位移（mm）0.511.522.5

电压（mv）

5、半桥电路测量（11根线）

保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与Rx工作状态相反(箭头方向相反)的另一应

变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥测量电路。接线时，可直接将R3两端插孔中

的线直接换至另一应变片。重复步骤3和4，将测量数据填入下表中。

位移（mm）0.511.522.5

电压（mv）

6、全桥电路测量（13根线）

保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片应变片接成一个直流全

桥电路，组桥时注意对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则相互

抵消没有输出（具体接线时保证+4V或-4V连接的两个应变片的工作状态即箭头方向相反即

可）。与前面两种测量电路相比多两根线：一是把替换R1和R2的两应变片串联起来，二是

把r接入电路当中。重复步骤3和4，将测量数据填入下表中。

位移（mm）0.511.522.5

电压（mv）

7、数据分析

在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较三种测量电路

注意事项：

1)差动放大器调零后，在接线和测试过程中不能再旋动调零旋钮。

2)在接测试电路时应将电源关闭，确保接线无误后再开电源。

3)开电源前先把F/V表打到20V，读数时把F/V表打到2V。

4)

5)实验过程中避免使梁发生过大变形，否则会使应变片失效。

6)在用三种电桥测试电路进行测量时应选用相同的差动放大器增益。

7)接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向。

8)测量后，及时将螺旋测微头旋开使双平行梁处于平衡状态。

9)拆除接线时避免用力过大，注意保护实验仪器。