实验一应变式传感器的系统标定与测量
一、实验目的
1. 通过对应变式压力传感器标定实验，使学生了解传感器标定系统的一般组成；
2. 了解油压标定机工作原理、使用方法；
3. 熟悉电阻应变仪和电子示波器的使用方法；
4. 掌握传感器静态标定的一般步骤和静态压力测试的步骤；
5. 掌握传感器静态特性中线性度和灵敏度两参数的计算方法，并能根据传感器的静态特性将测试数据转换为压力。

二、实验仪器设备
1.动态电阻应变仪BZ2203；
2.模拟示波器V-1060；
3.拉压力传感器BLR—1型。

三、实验步骤
1.传感器标定系统连接调试
实验用应变式压力传感器的压力测量量程为0-20Mpa,在了解油压标定机工作原理、电阻应变仪和电子示波器使用方法的基础上，将安装于油压标定机上的应变式压力传感器的引线与电阻应变仪和电子示波器连接成一个完整的测试系统，将电阻应变仪和电子示波器的相关旋钮调整到相应位置。

连接好后，由实验指导老师检查连接及仪器参数的选择是否正确、合理，然后在传感器的量程范围内进行标定，并记录相关数据。

2.传感器的标定
在压力传感器的量程范围内，根据油压标定机的砝码与压力的转换关系，选择五组砝码组合，依次加在油压标定机上，由电子示波器读出相应的显示电压值，并记录电阻应变仪的增益倍数。

3.实验数据处理
1）绘制校准曲线并计算线性误差
以标定时所记录的输入压力和输出电压分别为横坐标和纵坐标绘制压力传感器的校准曲线，并计算测量值于端基直线的线性误差：
线性误差=100⨯A
B % 其中：B —校准曲线于端基直线的最大偏差；
A —输出值的范围。

2）计算相邻两压力之间的灵敏度
传感器在相邻两压力之间的灵敏度s i 由以下公式求得： p U s i
i i ∆∆=
其中：U i ∆--标定相邻两压力对应的输出电压的差值
p i
∆--标定时相邻压力的差值。

3）计算传感器的平均灵敏度
传感器的平均灵敏度S -可由以下公式求得：
111-=∑--n n i
S S
其中：n —标定时测量的点数。

根据所计算的平均灵敏度，将压力测量时所记录的电压值转化为压力值。

将所测压力与油压标定机的对应压力进行比较，分析出现误差的原因，并提出改进意见。

四、实验数据处理
1.模拟示波器标定
记录数据如下： 铁片数目 格数
序号
铁片数目 示波器格数 1
2 3 2
4 6 3
6 9 4
8 12 5 10 15
6
12 18
1）放100g 砝码时，读取示波器向下运动了8.5个格； 2）由1）得每格所代表的质量为11.76g ；
3） 由表格得出每个铁片对应着1.5个格，所以得出每个铁片的质量为17.65g ；
4）由天平测得每片铁片的质量为17.0g ；
5）测得误差为100%17.65
17.0-17.65⨯=3.7%
2.传感器的标定
电子示波器设置：灵敏度选择：20 低通：100Hz 衰减：2 标准铁块个数
1
2 3 4 5 6 示波器显示格数
1.25
2.5
3.8 5 6.2 7.5 注：标准铁块的质量为12Kg
待测质量块的示波器读数为：7.2格
相邻两压力之间的灵敏度
12345 2.5 1.25S 0.6252
3.8 2.50.6525 3.80.62
6.250.62
7.5 6.20.652
i U
S P
S S S S ∆=∆-==-==-==-==-== 传感器的平均灵敏度
1110.6250.650.60.60.655
0.625
n i n S S --=-++++==∑ 待测质量块的示波器读数为：7.2格
则待测质量块的质量为： 7.2
7.211.520.625
M Kg S -=== 实验误差为η=%10012
52.1112⨯-=4%
实验二 应变片的粘贴技术
一、实验目的
1，初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术;
2．为下一步动态应变测试的实验做好在试件上粘贴应变片、接线、检查等准备工作;
3. 了解一般电阻应变式传感器的制做过程。

二、实验内容
1、每人在等强度梁上贴两片应变片，上下各一片；
2、检查应变片是否通路；
3、将应变片引出线与连接导线锡焊；
4、测量应变片与试件之间的绝缘电阻(应大于200兆欧)。

三、实验设备及器材
1、常温用纸基金属丝电阻应变片，每人2枚；
2、电桥(测应变片阻值用)，也可用万用表；
3、502粘结剂、砂布、电烙铁、镊子等工具；
4、脱脂棉、丙酮等清洗材料；
5、等强度梁试剂；
6、兆欧表及连接导线若干。

四、实验方法和步骤
图1.1 等强度梁贴片位置图
1. 如图1．1所示在等强度梁上下表面各粘贴1片应变片。

2. 用电桥(或万用表)测量各应变片电阻值，选择2枚电阻值差在0．5欧姆的应
变片供粘贴用；
3. 将502粘结剂瓶口打开一个小细孔，以便只流出少量胶液；
4. 先将试件的待贴位置用砂布或砂纸打磨掉锈层或污垢，使粗糙度在12.5左
右。

为保证粘贴面牢固接触，再用砂布在粘贴位置处打成450交叉纹；最后用丙酮（或酒精）将贴片位置附近擦洗干净，直到棉球洁白为止。

按图1所示布片图用钢笔画方向线，画线晾干后再用棉球擦下一个；
5、一手捏住应变片引出线，一手拿502粘结剂瓶，将瓶口朝下在贴片部位涂一
层粘结剂，立即将应变片基地面向下平放在试件贴片位置，并使应变片基准对准试件的方向线，将一小片塑料薄膜盖在应变片上，用手指按压应变片挤出多余的粘结剂（注意按住时不要使应变片移动），手指按住保持不动约1分钟后再放开轻轻掀开薄膜，检查有无气泡、翘起、脱胶等现象，否则需重贴；
6、用万用表检查应变片是否通路，如属敏感栅断开则需重贴；
7、用电络铁匠应变片引出线与连接导线锡焊，并将锡焊端附近的连接导线与等
强度梁固定，再用兆欧表检查各应变片（一根导线）与试件之间的绝缘电阻，应大于200兆欧为好。