题目
图为等强度梁测力系统,R1为电阻应变片,应变片灵敏度系数K=2.05,未受应变时,R1=120Ω。当试件受力F时,应变片承受平均应变ε=800μm/m,试求:(1)应变片电阻变化量ΔR1和电阻相对变化量ΔR1/R1。(2)将电阻应变片R1置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出电压及电桥非线性误差。(3)若要减小非线性误差,应采取何种措施?分析其电桥输出电压及非线性误差大小。F-|||-自由端-|||-R
图为等强度梁测力系统,R1为电阻应变片,应变片灵敏度系数K=2.05,未受应变时,R1=120Ω。当试件受力F时,应变片承受平均应变ε=800μm/m,试求:
(1)应变片电阻变化量ΔR1和电阻相对变化量ΔR1/R1。
(2)将电阻应变片R1置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V,求电桥输出电压及电桥非线性误差。
(3)若要减小非线性误差,应采取何种措施?分析其电桥输出电压及非线性误差大小。
题目解答
答案
解:
(1)应变电阻相对变化量ΔR1/R1:
应变片电阻变化量ΔR1:
(2)
单臂电桥输出电压:
如果是四等臂电桥,R1=R2=R3=R4,即n=1, 则电桥的
非线性误差:
(3)为了减小和克服非线性误差,常采用差动电桥。差动电桥无非线性误差,且半差动电桥电压灵敏度KU=E/2,是单臂工作时的2倍,全差动电桥电压灵敏度KU=E,是单臂工作时的4倍。同时还具有温度补偿作用。
解析
步骤 1：计算应变片电阻变化量ΔR1和电阻相对变化量ΔR1/R1
根据应变片的灵敏度系数K和应变ε，可以计算出电阻相对变化量ΔR1/R1，进而计算出电阻变化量ΔR1。
步骤 2：计算单臂电桥输出电压
根据单臂电桥的输出电压公式，可以计算出电桥的输出电压。
步骤 3：计算单臂电桥的非线性误差
根据单臂电桥的非线性误差公式，可以计算出电桥的非线性误差。
步骤 4：分析减小非线性误差的措施
为了减小非线性误差，可以采用差动电桥，包括半差动电桥和全差动电桥，分析其电桥输出电压及非线性误差大小。
根据应变片的灵敏度系数K和应变ε，可以计算出电阻相对变化量ΔR1/R1，进而计算出电阻变化量ΔR1。
步骤 2：计算单臂电桥输出电压
根据单臂电桥的输出电压公式，可以计算出电桥的输出电压。
步骤 3：计算单臂电桥的非线性误差
根据单臂电桥的非线性误差公式，可以计算出电桥的非线性误差。
步骤 4：分析减小非线性误差的措施
为了减小非线性误差，可以采用差动电桥，包括半差动电桥和全差动电桥，分析其电桥输出电压及非线性误差大小。