自動化實驗報告

時間：2024-04-24 17:33:15 報告我要投稿

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自動化實驗報告

　　在當下社會，越來越多的事務都會使用到報告，報告具有成文事后性的特點。那么，報告到底怎么寫才合適呢？下面是小編整理的自動化實驗報告，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

自動化實驗報告

自動化實驗報告1

　　一、實驗目的

　　了解全橋測量電路的原理及優(yōu)點。

　　二、基本原理

　　全橋測量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩個應變片接入電橋?qū)︖�，當應變片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其變化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4時，其橋路輸出電壓U03＝KE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到明顯改善。

　　三、需用器件和單元

　　傳感器實驗箱（一）中應變式傳感器實驗單元，傳感器調(diào)理電路掛件、砝碼、智能直流電壓表（或虛擬直流電壓表）、±15V電源、±5V電源。

　　四、實驗內(nèi)容與步驟

　　1、根據(jù)圖3—1接線，實驗方法與實驗二相同。將實驗結(jié)果填入表3—1；進行靈敏度和非線性誤差計算。

　　2、全橋時傳感器的特性曲線。

　　3、圖3—1應變式傳感器全橋?qū)嶒灲泳€圖。

　　五、實驗注意事項

　　1、不要在砝碼盤上放置超過1kg的物體，否則容易損壞傳感器。

　　2、電橋的電壓為±5V，絕不可錯接成±15V。

　　六、思考題

　　1、全橋測量中，當兩組對邊（R1、R3為對邊）值R相同時，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2時，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不可以。

　　圖3—2應變式傳感器受拉時傳感器周面展開圖

　　答：不可以。

　　2、某工程技術(shù)人員在進行材料拉力測試時在棒材上貼了兩組應變片，如何利用這四片電阻應變片組成電橋，是否需要外加電阻。

　　答：將這兩組應變片分別按照兩個不同的方向貼在棒材上面就可以了，然侯利用不同的兩組測量值就可以組成一個全橋電路，進而獲得測量結(jié)果，無需再引入外界電阻。

　　3、計算系統(tǒng)靈敏度：ΔV=（25—13）+（37—25）++（124—112）/9=12.33mV

　　ΔW=20g

　　S=ΔV/ΔW=0.616mV/g

　　4、計算非線性誤差：

　　Δm =（13+25+37+50+62+75+87+100+112+124）/10=68.5mV yFS=120mV

　　δf =Δm / yFS×100%=5.71%

　　七、誤差分析

　　1、激勵電壓幅值與頻率的影響。

　　2、溫度變化的.影響。

　　3、零點殘余電壓的影響。

　　零點殘余電壓產(chǎn)生原因：

　　（1）基波分量。

　　（2）高次諧波。

　　消除零點殘余電壓方法：

　　（1）從和工藝上保證結(jié)構(gòu)對稱性。補償線路。

　　（2）選用合適的測量線路。

自動化實驗報告2

　　一、實驗目的：

　　了解金屬箔式應變片的應變效應，并掌握單臂電橋工作原理和性能。

　　二、基本原理：

　　電阻應變式傳感器是在彈性元件上通過特定工藝粘貼電阻應變片來組成。一種利用電阻材料的應變效應將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。此類傳感器主要是通過一定的機械裝置將被測量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由電阻應變片將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化，再通過測量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號輸出。它可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測，如力、壓力、加速度、力矩、重量等，在機械加工、計量、建筑測量等行業(yè)應用十分廣泛。

　　1、應變片的電阻應變效應。

　　所謂電阻應變效應是指具有規(guī)則外形的金屬導體或半導體材料在外力作用下產(chǎn)生應變而其電阻值也會產(chǎn)生相應地改變，這一物理現(xiàn)象稱為“電阻應變效應”。以圓柱形導體為例：設其長為：L、半徑為r、材料的電阻率為ρ時，根據(jù)電阻的定義式得（1—1）。

　　當導體因某種原因產(chǎn)生應變時，其長度L、截面積A和電阻率ρ的.變化為dL、dA、dρ相應的電阻變化為dR。對式（1—1）全微分得電阻變化率dR/R為：（1—2）。

　　式中：dL/L為導體的軸向應變量εL；dr/r為導體的橫向應變量εr。

　　由材料力學得：εL= — μεr（1—3）。

　　式中：μ為材料的泊松比，大多數(shù)金屬材料的泊松比為0。3～0。5左右；負號表示兩者的變化方向相反。將式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）。

　　式（1—4）說明電阻應變效應主要取決于它的幾何應變（幾何效應）和本身特有的導電性能（壓阻效應）。

　　2、應變靈敏度

　　它是指電阻應變片在單位應變作用下所產(chǎn)生的電阻的相對變化量。

　　（1）金屬導體的應變靈敏度K：主要取決于其幾何效應；可取（1—5）

　　其靈敏度系數(shù)為：

　　K =金屬導體在受到應變作用時將產(chǎn)生電阻的變化，拉伸時電阻增大，壓縮時電阻減小，且與其軸向應變成正比。金屬導體的電阻應變靈敏度一般在2左右。

　　（2）半導體的應變靈敏度：主要取決于其壓阻效應；dR/R<≈dρ？ρ。半導體材料之所以具有較大的電阻變化率，是因為它有遠比金屬導體顯著得多的壓阻效應。在半導體受力變形時會暫時改變晶體結(jié)構(gòu)的對稱性，因而改變了半導體的導電機理，使得它的電阻率發(fā)生變化，這種物理現(xiàn)象稱之為半導體的壓阻效應。不同材質(zhì)的半導體材料在不同受力條件下產(chǎn)生的壓阻效應不同，可以是正（使電阻增大）的或負（使電阻減�。┑膲鹤栊�。也就是說，同樣是拉伸變形，不同材質(zhì)的半導體將得到完全相反的電阻變化效果。

　　半導體材料的電阻應變效應主要體現(xiàn)為壓阻效應，其靈敏度系數(shù)較大，一般在100到200左右。

　　3、貼片式應變片應用

　　在貼片式工藝的傳感器上普遍應用金屬箔式應變片，貼片式半導體應變片（溫漂、穩(wěn)定性、線性度不好而且易損壞）很少應用。一般半導體應變采用N型單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍擴散出半導體電阻應變薄膜（擴散出敏感柵），制成擴散型壓阻式（壓阻效應）傳感器。本實驗以金屬箔式應變片為研究對象。

　　4、箔式應變片的基本結(jié)構(gòu)

　　金屬箔式應變片是在用苯酚、環(huán)氧樹脂等絕緣材料的基板上，粘貼直徑為0.025mm左右的金屬絲或金屬箔制成，如圖1—1所示。

　�。╝）絲式應變片（b）箔式應變片

　　圖1—1應變片結(jié)構(gòu)圖

　　金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應變敏感元件，與絲式應變片工作原理相同。電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關(guān)系式為：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R為電阻絲電阻相對變化，K為應變靈敏系數(shù)，ε=ΔL/L為電阻絲長度相對變化。

　　5、箔式應變片單臂電橋?qū)嶒炘韴D。

　　圖1—2應變片單臂電橋性能實驗原理圖。

　　對單臂電橋輸出電壓U01=EKε/4。

　　三、需用器件與單元：

　　應變式傳感器實驗模板、應變式傳感器、砝碼、數(shù)顯表、±15V電源、±4V電源、萬用表（自備）。

　　四、實驗步驟：

　　1、根據(jù)圖（1—3）應變式傳感器已裝于應變傳感器模板上。傳感器中各應變片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加熱絲也接于模板上，可用萬用表進行測量判別，R1=R2=R3=R4=350Ω，加熱絲阻值為50Ω左右。

　　圖1—3應變式傳感安裝示意圖

　　2、接入模板電源±15V（從主控箱引入），檢查無誤后，合上主控箱電源開關(guān)，將實驗模板調(diào)節(jié)增益電位器Rw3順時針調(diào)節(jié)大致到中間位置，再進行差動放大器調(diào)零，方法為將差放的正、負輸入端與地短接，輸出端與主控箱面板上數(shù)顯表電壓輸入端Vi相連，調(diào)節(jié)實驗模板上調(diào)零電位器RW4，使數(shù)顯表顯示為零（數(shù)顯表的切換開關(guān)打到2V檔）。關(guān)閉主控箱電源。