主讲教师：李慧中

1. 测力传感器的静态标定 主讲教师：李慧中

2. 实验目的 1．学习YJD-1型电阻应变仪的使用方法。 2．学习测量装置静态特性的标定方法。 3．掌握用分析软件对静态装置静态特性的标定方法。 4．学习掌握电阻应变片的粘贴技术。

3. 实验仪器 １．YJD-1型电阻应变仪 ２．计算机及分析软件 ３．电阻应变式传感器

4. YJD-1电阻应变仪 电桥 电阻应变式传感器 加载装置 实验系统及测试原理 新设计制造的传感器，需要对其参数和性能进行标定，以便检查是否符合设计要求。 另外，随着时间和周围环境的变化，使用中传感器的参数也会有变化，也需要进行定期校准，所以测量装置的标定，是一项经常性，非常重要的工作。 电阻应变式测力传感器的静态标定，就是在静态下，通过加载装置对传感器施加载荷，同时由应变仪读取输出，而获取传感器的静态特性参数如灵敏度，非线性度，回程误差等。

5. 实验步骤 (一)粘贴应变片 1.惠斯登电桥挑选两个电阻值120Ω左右的电阻应变片，阻值差小于0.5。 2.砂纸打磨等强度梁，去除污物，用酒精清洗。 3.用502胶水粘贴电阻应变片。（一片粘在受力的位置，一片粘在不受力的位置。） 4.用万用表检查有无短路、断路，引线与等强度梁间的绝缘电阻应大于150MΩ。 5.焊接导线，并用胶带纸固定，在常温下，放置24小时后，方可使用。

6. （二）仪器的操作使用方法： 1．联接电桥：将应变式传感器的应变片引出线分别接于A、B、C三点，并将接线柱旋紧，组成半桥单臂测量电路。 2．调整灵敏系数盘K，使之与应变片的灵敏系数K相符。 3．检查指示器指针是否准确的停止在机械零位，否则必须校正后方可工作。 4．检查微调，中调，粗调三个调节旋钮，是否都指在零位。 5．经指导老师检查无误后，方可打开电源。 6．将选择开关旋到“予”上，调节“电阻平衡”，“电容平衡”两电位器，使指示电表的指针指与零位。然后将开关旋到“静”的位置，再调节“电阻平衡”使指针指于零位。在“予”、“静”反复调整几次后，此时电桥已予调平衡。

7. 7．仔细观察三分钟，电表指针不应有漂移。 8．进行加载，指针偏移零位，旋转“微调”旋钮使指针指回零位，记下此时“微调”旋钮读数。加载：100，200，300，400，500（g）记录读数。 9．依次卸载并记录读数。注意卸载至零载荷时，不要忘记将微调旋钮读数记录下来。

8. （三）计算机演示实验 1.打开计算机。 2.双击桌面上的“快捷方式”。 3.进入“机械工程测试技术基础实验”点击“开始”。 4.进入实验，点击实验一“应变式传感器的标定 ”。 5.将实验记录的各数据分别填入，点击“作图”。 6.按端点线性、 最小二乘法二种方法做出拟合直线，求出线性误差。 7.绘出回程误差特性曲线，并确定其回程误差H。 8.确定本测力传感器的静态灵敏度S。

9. y Y B A A B 测量范围 X 用分析软件进行数据处理 1．非线性度　 （１）端点线性 端点线性是生产中选择拟合直线的一种简便方法。具体做法是：以定度曲线的首 　　　　　　　　尾（即额定最小和最大值）相连的直线作为所选择的拟合直线。如下图：

10. 线性误差计算如下： 式中 L—相对线性误差 B—距拟合直线最大偏差的绝对值 A—输入为最大值时的输出值

11. （２）最小二乘法线性 最小二乘法拟合直线的拟合原则就是 为最小值。 为定度曲线和拟合直线第ｉ对应值之间的残差。最小二乘法拟合直线的方程为： 式中 Ｋ为拟合直线的斜率 ｂ为拟合直线与纵坐标的截距

12. 斜率Ｋ和截距ｂ可按下式计算 由方程 Y=kX+b做出拟合直线，此直线为最佳拟合直线，于是可求出线性误差 用最小二乘法求得的拟合直线的拟合精度最高，但计算比较繁琐。

13. y A h x 2.回程误差（H） 回程误差也叫滞后或差变。它表明测试系统在正、反行程期间输出—输入曲线不重合的程度。回程误差的大小一般由试验确定。其值以正反行程时定度曲线间地最大距离h或h和A之比的百分数表示。如下图：

14. 3.灵敏度（S） 灵敏度表示输出变化量与输入变化量之比。线性测量装置定标曲线的拟合直线的斜率就是其静态灵敏度。灵敏度可由下式求得： S= 注意：灵敏度有量纲，指每单位输入量所得输出量的大小。

15. 实验报告内容 1．实验名称 2．实验目的 3．实验系统框图 4．实验数据处理—电阻应变式测力传感器静态特性指标评定。 （1）非线性度 （2）按端点线性、最小二乘法二种方法做出拟合直线、求出线性误差。 （3）绘出回程误差特征曲线,并确定其回程误差H。 （4）确定本测力传感器的静态灵敏度S。 5．心得体会及对实验的改进意见

16. 谢谢大家！