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文檔簡介

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)原理利用電阻式應(yīng)變片受到外力發(fā)生形變之后,金屬絲的電阻也隨之發(fā)生變化.通過測量應(yīng)變片的電阻變化再反算回去應(yīng)變片所受到的應(yīng)變量.利用電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)化成電壓變化進(jìn)行測量,電橋的輸出電壓經(jīng)過應(yīng)變放大儀之后輸出到采集卡,labview采集程序通過采集卡讀取到應(yīng)變放大儀的輸出.1 電橋輸出電壓與導(dǎo)體的縱向應(yīng)變e之間的關(guān)系為:41 v = V K ;(1.1)4其中K為電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù), V為供橋電壓,v為電橋輸出電壓.由上式可知通過 測量電橋輸出電壓再代入電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)就可以求出導(dǎo)體的縱向應(yīng)變,即應(yīng)變片的縱向應(yīng)變.、實(shí)驗(yàn)儀器懸臂梁一條應(yīng)變片一片焊盤兩個(gè)502

2、膠水一瓶電阻橋盒一個(gè)BZ2210應(yīng)變儀一臺(tái)采集卡一個(gè)電腦一臺(tái)祛碼一盒三、實(shí)驗(yàn)步驟1、先用砂紙摩擦橋臂至光滑,再用無水乙醇擦拭橋臂;2、拿出應(yīng)變片和焊盤,將 502膠水滴在應(yīng)變片及焊盤反面,把其貼在橋臂上,并壓緊應(yīng)變 片;3、使用電烙鐵將應(yīng)變片和焊盤焊接起來,再將焊盤跟橋盒連接起來,這里采用的是-橋的接法;4、將橋盒的輸出接入到應(yīng)變放大儀的通道1;5、應(yīng)變儀的輸出接到采集卡上;6、運(yùn)行l(wèi)abview的采集程序進(jìn)行測試;7、改變祛碼的重量,從采集程序記錄得出的數(shù)據(jù).文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案8、對(duì)所得的數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)處理.四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)»次第二次第三次重量(g)電壓重量(g)電壓重量

3、(g)電壓02.864602.861302.8736102.8646102.8615102.8739202.8648202.8619202.8742302.8652302.8623302.8745402.8653402.8625402.8749502.8687502.8629502.8752702.8662702.8637702.8761002.86771002.8651002.87711202.86811202.86571202.87781502.86961502.86681502.8791702.87011702.88361702.87982002.87152002.88472002.88

4、072502.87342502.8862502.88282502.87312002.88422002.88082002.87111702.88261702.87931702.86981502.88161502.87871502.8691202.88041202.87741202.86791002.87991002.87651002.8672702.8787702.8756702.8658502.8777502.8747502.8634402.8771402.8744402.8627302.8767302.8734302.8624202.8765202.8733202.862102.876110

5、2.8727102.86102.875802.872302.8605五、數(shù)據(jù)分析1、線性度分析取出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的0250g的局部做線性度分析,數(shù)據(jù)如表2所示.文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案»次第二次第三次重量(g)電壓+重量(g)電壓+重量(g)電壓+2.8642.8612.8730603062.8642.8612.8731061051092.8642.8612.8742082092022.8652.8622.8743023033052.8652.8622.8744034054092.8682.8622.8755075095022.8662.863702707702.8762.8672.87710

6、071002.86510012.8682.8652.8771201120712082.8692.866150615081502.879文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1702.87011702.88361702.87982.8712.8842.8802005200720072.8732.88225042502.8862508對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析,第一組跟第三組數(shù)據(jù)都是呈線性的,而第二組數(shù)據(jù)在70g-100g這里卻有了 0.0013的變化,變化較大,不符合理論值,所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)排 除第二組數(shù)據(jù),僅適用第一、第三組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.對(duì)第一、第三組數(shù)據(jù)使用MATLAB 進(jìn)行分析,先將兩組數(shù)據(jù)做曲線擬合,

7、得到擬合曲線之后將 x代入擬合曲線中求出對(duì)應(yīng)的值,再把兩組數(shù)據(jù)的端點(diǎn)取出做直線,將兩條線相減得到最大差值,分別求出兩組數(shù)據(jù)的最大差L值,再代入公式 =±一之父100%求出每組數(shù)據(jù)的線性度.Yfs指的是滿量程輸出,Yfs這里取重量為250g的數(shù)據(jù).具體實(shí)現(xiàn)的MATLAB代碼:x=0 10 20 30 40 50 70 100 120 150 170 200 250;x0=0 250;y01=2.8646 2.8734;y03=2.8736 2.8828;y1=2.8646 2.8646 2.8648 2.8652 2.8653 2.8687 2.8662 2.8677 2.8681 2

8、.8696 2.8701 2.8715 2.8734;%第一組數(shù)據(jù)y2=2.8613 2.8615 2.8619 2.8623 2.8625 2.8629 2.8637 2.865 2.8657 2.8668 2.8836 2.8847 2.886;%第二組數(shù)據(jù)y3=2.8736 2.8739 2.8742 2.8745 2.8749 2.8752 2.876 2.8771 2.8778 2.879 2.8798 2.8807 2.8828;%第三組數(shù)據(jù) p1=polyfit(x,y1,1);p2=polyfit(x,y2,1);p3=polyfit(x,y3,1);p4=polyfit(x0

9、,y01,1);p5=polyfit(x0,y03,1);y11=polyval(p1,x);%第一條擬合曲線得到的值 y22=polyval(p2,x);%第二條擬合曲線得到的值 y33=polyval(p3,x);%第三條擬合曲線得到的值 y001=polyval(p4,x);文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案y003=polyval(p5,x);e1=y001-y1;e3=y003-y3;e11=abs(e1);e33=abs(e3);lmax1=max(e11);%第一組數(shù)據(jù)的非線性絕對(duì)誤差 lmax3=max(e33);subplot(1,2,1)plot(x,y1,'r+',x,

10、y3,'b*',x,y11,'r',x,y33,'b') title('原始曲線與擬合曲線,);subplot(1,2,2) plot(x,y001,'r',x,y003,'b') title('端點(diǎn)擬合曲線,);yfs1=2.8734;%第一組數(shù)據(jù)的滿量程輸出 yfs3=2.8828;%第三組數(shù)據(jù)的滿量程輸出rl1=(lmax1./yfs1);rl3=(lmax3./yfs3);得到的結(jié)果如下圖:序始曲線與摭合曲線2 862 862.87S7 B7:065口 5D 100150200260文檔大全

11、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案第一組數(shù)據(jù)的線性度為8.1437e-04;第三組數(shù)據(jù)的線性度為9.0190e-05.可得實(shí)驗(yàn)使用的梁的線性度為 8.1437e-04.2、遲滯性分析先求出每組數(shù)據(jù)的正反行程的擬合曲線,再將自變量代入擬合曲線求出曲線對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,將每組數(shù)據(jù)的正反行程的擬合曲線相減求出最大差值,再代入公式=H max % =±父100%求出丫的值.Yfs具體實(shí)現(xiàn)的MATLAB代碼:x=0 10 20 30 40 50 70 100 120 150 170 200 250;y01=2.8646 2.8646 2.8648 2.8652 2.8653 2.8687 2.8662 2.8677 2

12、.8681 2.8696 2.8701 2.87152.8734;%第一組數(shù)據(jù)正行y03=2.8736 2.8739 2.8742 2.8745 2.8749 2.8752 2.876 2.8771 2.8778 2.879 2.8798 2.88072.8828;%第三組數(shù)據(jù)正行y11=2.8605 2.861 2.862 2.8624 2.8627 2.8634 2.8658 2.8672 2.8679 2.869 2.8698 2.87112.8734;%第一組數(shù)據(jù)反向y13=2.8723 2.8727 2.8733 2.8734 2.8744 2.8747 2.8756 2.8765

13、2.8774 2.8787 2.8793 2.88082.8828;%第三組數(shù)據(jù)反向 p01=polyfit(x,y01,1);%第一組數(shù)據(jù)曲線擬合p11=polyfit(x,y11,1);p03=polyfit(x,y03,1);%第三組數(shù)據(jù)曲線擬合 p13=polyfit(x,y13,1);y21=polyval(p01,x);%第一組數(shù)據(jù)擬合曲線函數(shù)值 y22=polyval(p11,x);y23=polyval(p03,x);%第三組數(shù)據(jù)擬合曲線函數(shù)值 y24=polyval(p13,x);e01=y21-y22;%第一組數(shù)據(jù)正反行程差值 e03=y23-y24;%第三組數(shù)據(jù)正反行程差

14、值 e11=abs(e01);% 取絕對(duì)值e33=abs(e03);hmax1=max(e11);% 求最大差值 hmax3=max(e33);yfs1=2.8734;%第一組數(shù)據(jù)的滿量程輸出 yfs3=2.8828;%第三組數(shù)據(jù)的滿量程輸出rh1=hmax1./yfs1;文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案rh3=hmax3./yfs3;subplot(1,2,1)plot(x,y01,'r',x,y11,'r',x,y21,'b',x,y22,'b')title('第一組數(shù)據(jù),);subplot(1,2,2)plot(x,y03,&#

15、39;r',x,y13,'r',x,y23,'b',x,y24,'b')title('第三組數(shù)據(jù),)根據(jù)MATLAB的計(jì)算結(jié)果,有rh1= 0.0012,rh3= 3.5277e-04.兩組數(shù)據(jù)的擬合曲線如圖3、重復(fù)性分析(2 3)、求出每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,再代入公式 .=士- x100% 求出下Yfs具體實(shí)現(xiàn)的MATLAB代碼:x=0 10 20 30 40 50 70 100 120 150 170 200 250;y1=2.8646 2.8646 2.8648 2.8652 2.8653 2.8687 2.8662 2.86

16、77 2.8681 2.8696 2.8701 2.8715 2.8734;y3=2.8736 2.8739 2.8742 2.8745 2.8749 2.8752 2.876 2.8771 2.8778 2.879 2.8798 2.8807 2.8828;p1=polyfit(x,y1,1);p3=polyfit(x,y3,1);y11=polyval(p1,x);y33=polyval(p3,x);文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案sd1=std(y1);sd3=std(y3);yfs1=2.8734;%第一組數(shù)據(jù)的滿量程輸出yfs3=2.8828;%第三組數(shù)據(jù)的滿量程輸出 rr1=(2.*sd1).

17、/yfs1;rr3=(2.*sd3)./yfs3;subplot(1,2,1);plot(x,y1,'r',x,y11,'b'); title('第一組數(shù)據(jù),); subplot(1,2,2);plot(x,y3,'r',x,y33,'b'); title('第三組數(shù)據(jù),);根據(jù) MATLAB 的計(jì)算結(jié)果,有 rr1=0.0020, rr3=0.0020.4、Excel數(shù)據(jù)分析利用Excel做線性擬合得到擬合曲線,如以下圖所示:文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案第一次2.8762.8742.8722.872.8682.8662.

18、8642.8622.862.858y = 3E-05x + 2.8644050100150200250300第一次均值+第一次 均值-線性第一次均值+ 線性第一次均值-第二次2.892.8852.882.8752.872.8652.862.855第三次 均值+ 第三次 均值-線性第三次均值+ 線性第三次均值-第三次文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案5、應(yīng)變測量實(shí)驗(yàn)采用的是1橋接法,橋盒輸出端接的是應(yīng)變放大儀,對(duì)橋盒的輸出電壓進(jìn)行放大, 4實(shí)驗(yàn)中我們設(shè)定應(yīng)變放大儀的增益為10,也就是說采集程序采集的數(shù)據(jù)是經(jīng)過放大之后的電壓,所以在利用公式1.1進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,電橋輸出電壓v應(yīng)該除以10*100再代入公式進(jìn)行計(jì)

19、算.那么,由式1.1可得4 v;= 2.5.1KV 1000其中K為電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù),V為供橋電壓,v為測量電壓.K與電阻絲的材料有關(guān),實(shí)驗(yàn)使用的應(yīng)變片的K為2;供橋電壓為4V.將表1的數(shù)據(jù)代入2.5.1式中,得出以下表格.表3第一組數(shù)據(jù)的應(yīng)變量重量g均值+均值-應(yīng)義+應(yīng)變e-2.8640.014320.01430062.8605332.8640.014320.014301062.861352.8640.014322082.86240.014312.8650.014320.014313022.8624622.8650.014320.014314032.8627742.8680.014340

20、.014315072.863447文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案702.86622.86580.0143310.0143292.8670.014330.0143310072.8672962.8680.0143412012.867910.014342.8690.014340.0143415062.869852.8700.014350.0143417012.8698192.8710.014350.0143520052.8711862.8730.014360.0143625042.873176表4第二組數(shù)據(jù)的應(yīng)變量重量(g)均值+均值-應(yīng)義+應(yīng)變e-2.8610.014300.01437032.8758792

21、.8610.014300.014381052.8761812.8610.014382092.87650.014313文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2.8620.014310.014383032.8767242.8620.014310.014384052.8771362.8620.014310.014385092.8777592.8630.014310.014397072.8787940.014321002.8652.879950.01442.8650.014320.0144012072.8804922.8660.014330.0144015082.8816482.8830.014410.0144117062.8826832.8840.014420.0144220

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