自动化实验报告 篇1
一、实验目的：
了解金属箔式应变片的应变效应，并掌握单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理：
电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应。
所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）。
当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R为：（1—2）。
式中：dL/L为导体的轴向应变量εL；dr/r为导体的横向应变量εr。
由材料力学得：εL= — μεr（1—3）。
式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0。3～0。5左右；负号表示两者的变化方向相反。将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）。
式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、应变灵敏度
它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
（1）金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）
其灵敏度系数为：
K =金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
（2）半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ？ρ。半导体材料之所以具有较大的电阻变化率，是因为它有远比金属导体显著得多的压阻效应。在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。不同材质的半导体材料在不同受力条件下产生的压阻效应不同，可以是正（使电阻增大）的或负（使电阻减小）的压阻效应。也就是说，同样是拉伸变形，不同材质的半导体将得到完全相反的电阻变化效果。
半导体材料的电阻应变效应主要体现为压阻效应，其灵敏度系数较大，一般在100到200左右。
3、贴片式应变片应用
在贴片式工艺的传感器上普遍应用金属箔式应变片，贴片式半导体应变片（温漂、稳定性、线性度不好而且易损坏）很少应用。一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出半导体电阻应变薄膜（扩散出敏感栅），制成扩散型压阻式（压阻效应）传感器。本实验以金属箔式应变片为研究对象。
4、箔式应变片的基本结构
金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成，如图1—1所示。
（a）丝式应变片（b）箔式应变片
图1—1应变片结构图
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，与丝式应变片工作原理相同。电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R＝Kε式中：ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。
5、箔式应变片单臂电桥实验原理图。
图1—2应变片单臂电桥性能实验原理图。
对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。
三、需用器件与单元：
应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。
四、实验步骤：
1、根据图（1—3）应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
图1—3应变式传感安装示意图
2、接入模板电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器Rw3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源。
自动化实验报告 篇2
转瞬间，模电实验课就离我们远去。
为数不多的几节模电实验课，在最后一个实验串联稳压电路做完后就宣告结束了。不，应该说这仅仅只是模电实验课程的结束，我们对电子行业的探索和未来的不懈追求并没有结束，而恰恰是一个开端。
大二的我们刚刚接触模电，模电理论知识就已经使我们够费心费力的了，现在增加的一门模电实验更使我忧心忡忡，我能不能很好的完成它呢？这是心中一直存在的疑问，但疑问马上就在见到李国彪老师的第一面后就解决了。
作为学委，李国彪老师在实验前就给我和班长开了个会，在这个小会上，李老师对我们提出了一些要求，比较基础的就是课前预习，完成实验，重要的也就是端正态度，以科学严谨的态度对待实验，看待实验现象，有不懂的地方可以提出来大家探讨……小会开完，心里就觉得在这样一个对学问严肃且对人和蔼的老师带领下，模电实验肯定能顺顺利利的开展下去。
做了那么多实验，印象比较深刻的就是共射―共集放大电路吧。首先，李老师给我们把实验要求和实验原理给我们过了一遍，李老师在讲的过程中并没有深入细微，我想老师是用心良苦的，是为了让我们在自己做实验过程中自己发现问题，然后提出疑问，进而解决疑问，这样做实验才能使我们单纯的照套老师所讲的东西，对实验有一个深层次的了解，也开拓了我们的探索精神。然后，我们就开始做实验了，在做测量第一级和第二级放大电路的各个静态工作点时，是分别单独接入输入信号测量静态工作点，还是输入第一个信号同时测量静态工作点？问了几个实验小组，发现两组方法都有人采取，并且是各有各的理由，似乎都很正确，自己也不知道该如何是好，然后便找来了李老师，把我们碰到的问题和他商量了一下，李老师听后，做出了正确的解释，并亲手做了操作，验证了解释的合理性，使我们对知识有了更进一步的了解，也使我们对模电实验更有兴趣……
就像李老师说的，实验过程中碰到了问题并不可怕，大家可以共同商量，探讨，一起解决嘛，这句话一直牢牢地记在心中，相信会一直指导我以后的学习，使我受益匪浅。模电实验虽然结束了，但我们不能停下我们前进的步伐，我们要向科学的最高峰不断前进。
自动化实验报告 篇3
一、实验目的
通过模拟立体仓库这一实验，了解企业仓库的具体运作，关注其中的注意事
项，并掌握立体仓库控制系统的操作方法。
二、实验环境
模拟立体仓库、立体仓库控制软件、物料盒等其他设备
三、实验内容与步骤（写出每步实验大致步骤以及结果）
1.制作条形码
打开软件→修改数据源→保存→将条形码调到合适的位置→打印四份
2.立体仓库
（1）入库
将打印好的条形码贴到物料盒的四个面上并放在仓库入口处等待扫描入库→打开立体仓库控
制软件→核对堆垛机当前位置→设置入库作业→输入条形码→添加入库请求并选入货台→生成入货单→返回主页面并导入入库作业→物料盒成功入库
（2）出库
在入库成功的前提下设置出库作业→添加出库请求→根据仓位出库并选择出口→导入出库作业单→导入出库作业→完成
四、实验心得
通过本次实验，我们亲身体验了企业立体仓库的运作，对立体仓库有了具体的认识，获得的印象也比理论教学更为深刻，为将来到物流企业工作打下基础。
自动化实验报告 篇4
一、实验目的
了解全桥测量电路的原理及优点。
二、基本原理
全桥测量电路中，将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压U03＝KE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到明显改善。
三、需用器件和单元
传感器实验箱（一）中应变式传感器实验单元，传感器调理电路挂件、砝码、智能直流电压表（或虚拟直流电压表）、±15V电源、±5V电源。
四、实验内容与步骤
1、根据图3—1接线，实验方法与实验二相同。将实验结果填入表3—1；进行灵敏度和非线性误差计算。
2、全桥时传感器的特性曲线。
3、图3—1应变式传感器全桥实验接线图。
五、实验注意事项
1、不要在砝码盘上放置超过1kg的物体，否则容易损坏传感器。
2、电桥的电压为±5V，绝不可错接成±15V。
六、思考题
1、全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）值R相同时，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以。
图3—2应变式传感器受拉时传感器周面展开图
答：不可以。
2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻。
答：将这两组应变片分别按照两个不同的方向贴在棒材上面就可以了，然侯利用不同的两组测量值就可以组成一个全桥电路，进而获得测量结果，无需再引入外界电阻。
3、计算系统灵敏度：ΔV=（25—13）+（37—25）++（124—112）/9=12.33mV
ΔW=20g
S=ΔV/ΔW=0.616mV/g
4、计算非线性误差：
Δm =（13+25+37+50+62+75+87+100+112+124）/10=68.5mV yFS=120mV
δf =Δm / yFS×100%=5.71%
七、误差分析
1、激励电压幅值与频率的影响。
2、温度变化的影响。
3、零点残余电压的影响。
零点残余电压产生原因：
（1）基波分量。
（2）高次谐波。
消除零点残余电压方法：
（1）从和工艺上保证结构对称性。补偿线路。
（2）选用合适的测量线路。