(机械工程测试技术实验报告.doc

实验1 箔式应变片性能—单臂、半桥、全桥 1 实验目的 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。 测试应变梁变形的应变输出。 比较各桥路间的输出关系。 2 实验原理 本实验说明箔式应变片及单臀直流电桥的原理和工作情况。 应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。 电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臀四个电阻R１、R２、R３、R４中，电阻的相对变化率分别为ΔR１／R１，ΔR２／R２，ΔR３／R３，ΔR４／R４。当使用一个应变片时，∑R＝ΔR／R；当二个应变片组成差动状态工作，则有∑R＝2ΔR／R；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1=R2=R3=R4=R，∑R＝4ΔR／R。 由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。 3 实验所需部件 直流稳压电源(士4V档，、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、电压表。 4 实验步骤: 1．调零。开启仪器电源，差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底)，十、一输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用调零电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。 如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整调零电位器，使指针居零位。拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。 2．按图(4)将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R为应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。直流激励电源为 士4v。测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。 　　　　　　　　　　　　　　　　图（4） 3．确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。 调整电桥WD电位器，使测试系统输出为零。 4，旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电压值，并列表。 位移 mm 电压 V 根据表中所测数据计算灵敏度S，S=ΔX/ΔV，并在坐标图上做出V——X关系曲线。 5 思考题 再半桥单臂步骤（3）为什么要调整WD电位器使系统输出为零？ 该实验使用的一种什么样的电桥？ 根据三种桥路的结果做出定性的结论。 应变片接入电桥时为什么要接成差动形式?如果不接成差动形式会产生什么后果? 实验2 Matlab信号分析入门 1 实验目的 1. 学习使用Matlab，学会用Matlab提供的函数对信号进行频谱分析；2. 加深了解信号分析手段之一的傅立叶变换的基本思想和物理意义； 3. 掌握采样定理； 4. 理解加窗对频谱分析的影响； 5. 理解量化误差对频谱分析的影响； 实验原理和实验设备 MATLAB起源于矩阵运算，是Mathworks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便、界面友好的用户环境。MATLAB的推出得到了各个领域专家学者的广泛关注，其强大的扩展功能为各个领域的应用奠定了基础。目前MATLAB不仅大量应用在科学与工程领域，而且在课堂教学上也得到了广泛应用。近年来MATLAB在课堂教学上的研究方兴未艾，在线性代数、自动控制原理等课程教学上已有大量成功应用的报道，但在机械工程测试技术教学中的应用还刚刚起步，研究探讨MATLAB与机械工程测试技术在课堂教学上的切入途径，有利于《机械工程测试技术》课堂教学的革新，有利于提高教学质量，有利于学生综合素质的提高。 原理：《机械工程测试技术与信号分析》第2章，特别是2.4离散傅立叶变换的内容。 设备：PC机；软件：Matlab 3 实验内容 用Mablab设计一程序，能形象地验证离散傅里叶变换中的4个重要问题： （1）采样定理 a），其频谱不失真，其频谱失真； b）（工程中常用），可从频域中不失真恢复原时域信号； （2）加窗、截断 a）信号截断后，其频谱会产生泄漏，出现“假频”； b）信号截断后，降低了频率分辨率； c）采用适当的窗函数后，可以减少泄漏和提高频率分辨率。 （3）量化误差 a）对信号进行采样，Hz，采集N＝64点。用3、8位量化器量化信号每点的幅值，画出原始波形和量化后的信号波形，得出结论。 （