R1 / R 2 R 3 / R 4
R 单臂电桥： 1 R1 R1
U E( R1 R1 R1 R1 R 2 R3 R3 R 4 ) E (1
R4 R3 R1 R1

R1 R1 R4 R3

R2 R1
)(1
)
R2 R1 S

R4 R3 U
箔式应变片直 流电桥实验
一、实验目的
1. 了解电阻式金属箔应变片传感器的物理原理及其结构 和粘贴方式。 研究利用金属箔应变片构成的（单臂、双臂、四臂） 直流电桥的工作原理。 通过应变梁的变形，测试金属箔应变片构成的（单 臂、双臂、四臂）直流电桥的输出响应。比较各种桥 路的输出关系，验证各种桥路的工作原理及单臂、双 臂、全桥的输出响应灵敏度之间的关系。 综合应用应变片传感器和直流电桥，设计压力检测系 统，并进行测量和标定。
n E n (1 n )
2
U E S m ax
n (1 n ) E 4
2
R1 R1
R1 / R1
( n 1)
半桥：1 R1 R1 R
R2 R2 R2 R1 R 2 S m ax E 2
全桥：
R1 R1 R1 R2 R2 R2 R3 R3 R3 R 4 R 4 R1
2
3.
4.
二、实验原理
1、电阻应变片检测原理
（1） 电阻应变效应
电阻丝未受外力时：R l / S ( S r 2 ) 受力F时： l S ( S 2 r r )
dR dR R dR R

S
dl
l
S
2
dS d
l S
d
dl l dl l
+4V R1 R4 ＋ － R2 -4V R3 V
E
WD
通过实验得到线性范围，计算灵敏度。
(1) 差放器调零； (2) 旋转悬臂梁上测微头微分筒，使其示值在 10mm处，使悬臂梁处于自然水平状态的位置； (3) 确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分 钟。电桥调零。装上测微头后电桥重新调零； (4)以悬臂梁水平状态下电路输出电压等于零为 起点进行测量。 注意，换向时容易造成零点漂移，所以测微 头返回起点时应重新调零。
R1 R 2 R3 R4 S m ax E
三、实验器材
CSY10传感器系统实验仪：直流稳压电源（±4档）、
电阻、差动放大器、带箔式应变片的悬臂梁、测微头、电
压表等。
安装测微头
箔式应变片
数 显 表
差放调零 平 衡 调 零 实验电源
四、实验步骤 1、验证单臂电桥的灵敏度
五、注意事项 ：
1．实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时
应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。
2．接插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉
扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。
4．差动桥实验时，应变片接入电桥时注意其受力方
向。
5．直流激励电压不能过大，以免造成应变片自热损
坏。
6．由于进行位移测量时测微头要从零到正的最大值，又
dS S


d
2
dr r

dR R

dl l
2
dr r

d

电阻相对变化量： 轴向应变
dr r dl l
d
径向应变
电阻率的变化

（2） 金属箔式应变片
优点：散热条件好, 允许通过的电流较大, 可制成各 种所需的形状, 便于批量生产。
2、直流电桥原理
平衡条件:
U E( R1 R1 零，再到负的最大值，容易造成零点偏移，因此计
算灵敏度时可将正△X的灵敏度与负的△X的灵敏度分开计
算。再求平均值，以后实验中凡需过零的实验均可采用此
种方法。
7 ．按电路图接插线，检查无误后再开启左下角的电源
“开”（为15V实验电源）。
但由于应变片电阻值总有偏差，接触电 阻，导线电阻等存在，往往电桥不能平 衡，因此需设置预调平衡电路。
2、验证半电桥的灵敏度
+4V R1 R4 ＋ － R2 -4V R3 V
E
WD
3、验证全桥的灵敏度
+4V R1 R4 ＋ － R2 -4V R3 V
E
WD
4、利用带箔式应变片的悬臂梁，设计一个重力检测系统。 画出重力检测系统的设计原理图； 说明重力标定的原理和方法； 进行实验测试，根据记录数据画出载荷—电压关系曲 线，确定灵敏度。