力传感器标定及称重实验指导书

力传感器标定及称重实验指导书

力传感器标定及称重实验指导书

一. 实验目的

通过本实验了解和掌握力传感器的测量原理和方法。

二. 力传感器工作原理简介

电阻应变计是利用物体线性长度发生变形时其阻值会发生改变的原理制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度、蠕变补偿性能。测量电路普遍采用惠斯通电桥（如图1所示），利用的是欧姆定律，测试输出量是电压差。

图1 惠斯通电桥

本实验采用的电阻应变计采用的是惠斯通全桥电路，当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，产生电压输出，经采样后送到计算机由DRVI快速可重组虚拟仪器平台软件处理。因为电桥在生产时有一些误差，不可能保证每一个电桥的电阻阻值和斜率保持一致。所以，传感器在使用之前必须要经过线性校正，这是由于计算机得到的是经过采样后的数字量，与真实质量之间是一种线性关系，需要由标定来得到这个关系。

图2力传感器实物

在实验中采用的力传感器是LYB-5-A型应变力传感器具有精度高、复现性好的特点。其外形见图2。需要特别强调的是：由于力传感器的过载能力有限（150%），所以，在实际使用过程中应尽量避免用力压传感器的头部或冲击传感器。否则，极易导致传感器因过载而损坏！

三. 实验仪器和设备

1. DRVI可重组虚拟实验开发平台 1套

2. 蓝津数据采集仪（LDAQ-EPP2） 1套

3. 开关电源（LDY-A） 1套

4. 称重台 1个

四. 实验步骤及内容

1. 将称重台的传感器输出线与实验台上对应的接口相连。

2. 启动服务器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据采集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪之间的注册。联机注册成功后，分别从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“DRVI微型Web服务器”和“内置的Web服务器”，开始监听8600和8500端口。

3. 打开客户端计算机，启动计算机上的DRVI客户端程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联

力传感器标定及称重实验指导书

机注册”图标，选择其中的“DRVI局域网服务器检测”，在弹出的对话框中输入服务器IP地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端和服务器之间的认证，认证完毕即可正常运行客户端所有功能。

4. 在DRVI软件平台的地址信息栏中输入如下信息“http://服务器IP地

址:8600/SensorLAB/index.htm”，打开WEB版实验指导书，在实验目录中选择“力传感器标定及称重”实验，按实验原理和要求设计该实验。

5. 本实验的原理设计参考图如图3所示。

图3 力传感器标定及称重实验原理设计参考图

6 . 选择附录中该实验脚本文件“服务器端”的链接，将参考的实验脚本文件贴入DRVI软件平台，如图4所示。

图4 应变式力传感器称重实验（服务器）

力传感器标定及称重实验指导书

7. 首先进行传感器的标定：用标准砝码测定K，b值，取两个点（即分别用两个不同的砝码），计算出K，b的值作为标定结果。具体操作过程为：点击面板上的“运行”按钮，在载物台上放置一个标准砝码100克（或其他大小），然后输入“100（或其他值）”到“试载参数x1”输入框中，然后点击“标定1” 按钮记录下第一点的值；改变砝码的质量，比如300质量的砝码，输入“300”到“试载参数x2”输入框中，然后点击“标定2”按钮记录下第二点的值；再点击“标定结果”按钮，得到K,b标定值。

8 .标定完毕，即可进行物体测量。将所测物体放在载物台上，然后点击“实测质量”按钮，得到被测物体质量值。再改变质量块的大小，观察和分析计算结果。

9 .对于客户端，在服务器端进行标定及计算的同时，客户端也同步进行同样的操作，即在服务器端进行“标定1”参数读取的同时，客户端也进行“标定1”参数的读取，在服务器端进行“标定2”参数读取的同时，客户端也进行“标定2”参数的读取，然后完成标定计算过程及质量测量过程。客户端示意图如图5所示。

图5应变式力传感器称重实验（客户端）

五. 注意事项

1. LYB-5-A型传感器的称重或测量不超过2Kg的力（平稳，不含过强冲击）。

2. 在客户端标定过程中，必须保持客户端与服务器端同步。

3. 不要冲击传感器或在其上施加过大的力，以免因过载而损坏传感器。

六. 实验报告要求

1. 根据实验内容整理实验结果，并分析和说明其检测原理。

2. 在客户端标定过程中，必须保持客户端与服务器端同步。

七. 思考题

1. 分析测量误差。

2. 应用于称重的传感器还有那些？简述其工作原理。

附录：实验信号处理框图

力传感器标定及称重实验指导书