THQC-2型 实验指导书(2)

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实验三 金属箔式应变片——全桥性能实验

一、实验目的

了解全桥测量电路的优点。 二、实验仪器

同实验一 三、实验原理

全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出

Uo=E?式中E为电桥电源电压。

?RR?RR （3-1）

为电阻丝电阻相对变化；

式3-1表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。

图3-1 全桥面板接线图

四、实验内容与步骤

1．应变传感器已安装在悬臂梁上，R1、R2、R3、R4均为应变片，可参考图1-1。 2．按图3-1先接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，“差动放大器”的调零参照实验一步骤2。

3．按图3-1接好所有连线，将应变片接入电桥，参考实验一步骤4。

4．移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm和读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入表3-1。

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表3-1 位移(mm) 电压(mV) 0.5 1.0 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。 五、实验报告

1．根据实验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性度。 2．根据实验内容试设计一种电子秤。

3．比较单臂、半桥、全桥三者的特性曲线，分析他们之间的差别。 六、思考题

全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥？ 七、注意事项

实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！

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实验四 移相实验

一、实验目的

了解移相电路的原理和应用。 二、实验仪器

移相器、信号源、示波器（自备） 三、实验原理

由运算放大器构成的移相器原理图如下图所示：

图4-1 移相器原理图

通过调节Rw，改变RC充放电时间常数，从而改变信号的相位。 四、实验步骤

1．将“信号源”的U S100幅值调节为6V，频率调节电位器逆时针旋到底，将U S100 与“移相器”输入端相连接。

2．打开“直流电源”开关，“移相器”的输入端与输出端分别接示波器的两个通道，调整示波器，观察两路波形。

3．调节“移相器”的相位调节电位器，观察两路波形的相位差。 4．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。 五、实验报告

根据实验现象，对照移相器原理图分析其工作原理。 六、注意事项

实验过程中正弦信号通过移相器后波形局部有失真，这并非仪器故障。

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实验五 相敏检波实验

一、实验目的

了解相敏检波电路的原理和应用。 二、实验仪器

移相器、相敏检波器、低通滤波器、信号源、示波器（自备）、电压温度频率表 三、实验原理

开关相敏检波器原理图如图5-1所示，示意图如图5-2所示：

图5-1 检波器原理图

图5-2 检波器示意图

图5-1中Ui为输入信号端，AC为交流参考电压输入端，Uo为检波信号输出端，DC为直流参考电压输入端。

当AC、DC端输入控制电压信号时，通过差动电路的作用使而把Ui端输入的正弦信号转换成全波整流信号。

输入端信号与AC参考输入端信号频率相同，相位不同时，检波输出的波形也不相同。当两者相位相同时，输出为正半周的全波信号，反之，输出为负半周的全波信号。 四、实验步骤

1． 打开“直流电源”开关，将“信号源”U S1 0输出调节为1kHz，Vp-p＝8V的正弦信号（用示波器检测），然后接到“相敏检波器”输入端Ui。

2． 将直流稳压电源的波段开关打到“±4V”处，然后将“U+”“GND1”接“相敏检波器”的“DC”“GND”。

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、处于开或关的状态，从

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3． 示波器两通道分别接“相敏检波器”输入端Ui、输出端Uo，观察输入、输出波形的相位关系和幅值关系。

4． 改变DC端参考电压的极性（将直流稳压电源处的“U-”接到相敏检波器的“DC”端），观察输入、输出波形的相位和幅值关系。

5． 由以上可以得出结论：当参考电压为正时，输入与输出同相，当参考电压为负时，输入与输出反相。

6． 去掉DC端连线，将信号源U S1 0接到“移相器”输入端Ui，“移相器”的输出端接到“相敏检波器”的AC端，同时将信号源U S1 0 输出接到“相敏检波器”的输入端Ui。

7． 用示波器两通道观察

、

的波形。可以看出，“相敏检波器”中整形电路的作用是将

输入的正弦波转换成方波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。

8． 将“相敏检波器”的输出端与“低通滤波器”的输入端连接，如图5-4（图5-3为低通滤波器的原理图），“低通滤波器”输出端接电压温度频率表（选择U）。

9． 示波器两通道分别接“相敏检波器”输入、输出端。 10． 调节移相器“相位调节”电位器，使电压表显示最大。

11． 调节信号源U S1 00幅度调节电位器，测出“相敏检波器”的输入Vp-p值与输出直流电压UO的关系，将实验数据填入下表。

12． 将“相敏检波器”的输入信号Ui从U S1 00转接到U S1 1800。得出“相敏检波器”的输入信号Vp-p值与输出直流电压UO1的关系，并填入下表。 表5-1 输入Vp-p(V) 输出UO（V） 输出UO1（V） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0

0

13． 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。

图5-3 低通滤波器原理图 图5-4低通滤波器示意图

五、实验报告

根据实验所得的数据，作出相敏检波器输入—输出曲线（Vp-p—Vo、Vo1），对照移相器、

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