壓力傳感器和彈性模量畢科第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二壓力傳感器主要由彈性元件和力電轉換元件等組成。彈性元件把壓力轉換成了應變，然后再由壓敏元件將應變轉換成電信號。電阻應變片是一種能將物體上的應變變化轉換成電阻變化的力電轉換敏感元件。受外力作用的電阻應變片的電阻值將發生變化，拉長時電阻增大，壓縮時電阻減小。將電阻應變片粘貼在傳感器中的彈性元件表面，當彈性元件受力作用產生應變時，電阻應變片便會隨之產生應變，并產生電阻的變化。壓力傳感器電阻應變片的結構第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二在壓力傳感器中，一般是將四個電阻應變片成對地橫向或縱向粘貼在彈性元件的表面，使應變片分別感受到元件的壓縮和拉伸變形，并將四個應變片接成電橋電路，從電橋的輸出中就可以得到應變量的大小，從而得知作用于彈性元件上的力。R1=R2=R3=R4＝R非平衡電橋示意圖及其等效電路第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二電阻的變化與電壓的關系若ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4＝ΔR，則有注意：本實驗要求選擇E=5V和E=10V兩種電壓條件下，測量壓力傳感器的靈敏度特性曲線。當受應變時：若應變片電阻變化為ΔR，則電橋失去平衡，其電橋輸出電壓Uo≠0，大小為第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二

傳感器在靜態工作條件下單位壓力所產生的輸出電壓，稱為靜態靈敏度。靈敏度越高，其分辨率也高。如下公式表示：這實際上就是傳感器輸入輸出特性曲線上某點的斜率。非線性傳感器各處的靈敏度是不相同的，對于線性傳感器靈敏度則為：靈敏度第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二1.調整電橋初始平衡狀態：調節平衡儀將電橋調平。2.測量傳感器的靈敏度：測量加上不同砝碼時傳感器輸出的電壓值，利用作圖法處理數據以得到電橋的靈敏度。3.電源電動勢對傳感器靈敏度的影響：改變電源電動勢測量(重復2的操作)傳感器的靈敏度。4.用電阻應變片直流電橋壓力傳感器測量任意物體的重量。

實驗內容實驗電路圖第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二注意事項1.接線時，接線頭不要碰到載物臺；測量時，砝碼應輕拿輕放。2.測量過程中，電源電壓應保持不變，電源電壓若有波動應及時調整。

第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二液壓拉伸法測量彈性模量第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二實驗目的1.了解彈性模量的物理概念，掌握其測量原理和方法；2.掌握光杠桿放大法測量微小長度的原理。第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二1、彈性模量（ElasticModulus）

◆定義：在彈性限度內，材料所受應力（如拉伸、壓縮、彎曲和扭曲等）和所產生的相應應變成正比例關系（即符合胡克定律），其比例系數稱為彈性模量。◆特點：彈性模量是表征材料性質的一個物理量，僅與材料的結構、化學成分及其加工制造方法有關。◆測量方法：拉伸法、梁的彎曲法、振動法、內耗法等等，本實驗采用拉伸法測定彈性模量。實驗原理第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二2、鋼絲的彈性模量（楊氏模量）

設有長為L，截面積為S的均勻金屬絲，在兩端以外力F相拉后，伸長?L。在彈性范圍內，單位面積上的垂直作用力F/S（正應力）與金屬絲的相對伸長?L/L（線應變）成正比，其比例系數就稱為彈性模量，用E表示，即這里的F，L和S都易于測量，?L屬于微小變量，實驗中將采用光杠桿放大法測量。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二3、鋼絲彈性模量的測量●測量原理：利用光杠桿放大原理測量鋼絲的彈性模量。前足尖放置處平臺后足尖放置處托板前足尖放置處平臺第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二測量裝置示意圖光杠桿放大原理示意圖第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二上式中，各物理量的意義：

E－彈性模量；F－施加的外力；L－鋼絲的長度；D－調節反射鏡到標尺的距離；d－鋼絲的直徑（在鋼絲上6處測量，然后取其平均值）；b－光杠桿后足尖A到兩前足尖BC連線的垂直距離。●測量公式：第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二數顯液壓加力彈性模量拉伸儀

●液壓加力裝置第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二實驗內容1.

調整楊氏彈性模量儀支架的四個底角螺釘，使支架鉛直。2.調節光杠桿裝置。（1）粗調：調整兩平面鏡與望遠鏡在同一高度。調整兩平面鏡的傾角及望遠鏡方位，使得從望遠鏡上方看去，能在光杠桿反射鏡中看到調節反射鏡像中直尺的像。（2）細調：能看清望遠鏡內的十字叉絲及直尺的像并無視差

3.測量打開電源，待顯示器出現“0.000”后用液壓加力盒調節螺旋桿緩慢加力，數顯拉力從10kg開始，每加1kg記錄一次標尺讀數，共測10或12組數據；將液壓螺旋調節桿旋至最外，即數顯拉力指示為“0.000”附近后，關閉電源；測量：D——調節反射鏡到標尺的距離L——鋼絲原長b——光杠桿腿長d——鋼絲直徑（測6次）第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二注意事項調好光杠桿和鏡尺組構成的光路后，在測量過程中不能再動；應緩慢增加壓力，加力停止后拉力會有微小變化，0.5-1分鐘內壓力變化最緩慢，適宜測量；測量結束后，必須將壓力減小至0附近，即液壓螺旋桿旋至最外方可關閉電源。第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期二數據處理要求1.計算鋼絲直徑d及其不確定度u(d)2.利用最小二乘法處理