4.采用阻值为12052 的应变片与阻值为1200的固定电阻组成电桥电路，应变片灵敏度K=2,桥路供电电压为8V，当应变片产生1x10-6ε应变时，试求惠斯通电桥、半桥以及全桥工作时的输出电压。

根据电桥电路的原理，当电桥平衡时，输出电压为0。当电桥不平衡时，输出电压为：

Vout = Vin * (R2/R1) * (1/(1+K*ε))

其中，Vin为桥路供电电压，R1和R2为固定电阻的阻值，K为应变片的灵敏度，ε为应变片的应变值。

对于采用阻值为12052的应变片与阻值为1200的固定电阻组成的电桥电路，应变片灵敏度K=2，桥路供电电压为8V，当应变片产生1x10-6ε应变时，可以计算出：

- 惠斯通电桥工作时的输出电压为：Vout = 0
- 半桥工作时的输出电压为：Vout = Vin * (R2/R1) * (1/(1+K*ε)) = 8 * (1200/12052) * (1/(1+2*1x10-6)) ≈ 0.0006V
- 全桥工作时的输出电压为：Vout = Vin * (R2/R1) * (2Kε/(1+2Kε)) = 8 * (1200/12052) * (2*2*1x10-6/(1+2*2*1x10-6)) ≈ 0.0012V

因此，当应变片产生1x10-6ε应变时，半桥和全桥工作时的输出电压分别为0.0006V和0.0012V。

相关问题

以阻值R=120Ω、灵敏度Sg=2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的电桥灵敏度

根据电桥原理，当电桥平衡时，电桥两侧的电势差为0，即：

R1/R2 = R3/R4

其中，R1和R2为电桥两侧的电阻，R3和R4为电桥对角线上的电阻。

假设电桥中的电阻为阻值为R的电阻丝应变片和一个阻值为120Ω的固定电阻，单臂电桥输出电压为：

U1 = 3 * R / (R + 120)

当应变片的应变为2με时，电阻丝的阻值变化为：

ΔR = R * Sg * ε = 120 * 2 * 10^-6 = 0.24Ω

此时，电桥的不平衡电压为：

U2 = 3 * ΔR / (R + 120)

双臂电桥输出电压为：

U3 = 3 * ΔR / R

当应变片的应变为2000με时，电阻丝的阻值变化为：

ΔR = R * Sg * ε = 120 * 2000 * 10^-6 = 0.24 * 10^3Ω

此时，电桥的不平衡电压为：

U4 = 3 * ΔR / (R + 120)

电桥的灵敏度为输出电压对应变的变化量的比值，即：

S = ΔU / Δε

单臂电桥的灵敏度为：

S1 = U2 / (Sg * ε) = 3 * ΔR / (R * Sg * ε) = 1/500

双臂电桥的灵敏度为：

S2 = U4 / (Sg * ε) = 3 * ΔR / (R * Sg * ε) = 1/500

可以发现，单臂电桥和双臂电桥的输出电压和灵敏度是相同的。但是，单臂电桥的不平衡电压随着电桥电压的变化而变化，而双臂电桥的不平衡电压不受电桥电压变化的影响。因此，双臂电桥比单臂电桥更适用于精密测量。

用四只相同的电阻应变片R1~R4粘贴到变截面等强度梁上，连成四臂电桥就可做成一台电子秤，试画出应变片R1~R4粘贴位置及连成的电桥电路，并做简要说明？

要制作一台利用应变片作为传感器的电子秤，通常采用半桥式电桥结构，因为它的灵敏度更高。以下是简单的电路设计和说明：

1. **应变片粘贴位置**:
- R1 和 R2 应该并联连接，并且各自对应梁的两个对称点，即跨梁两侧。
- R3 和 R4 也应并联连接，但它们会分别放在梁的非对称部位，通常是梁受力的方向。

2. **电桥电路图**:
- 电路会呈现如下的形式：

       +-------------------+
       |        R1          |
       |                    |
       |        _________   |
       |        |        |  |
       |        |        R4 |
       |________|__________|
       |                    |
       |        R2          |
       +-------------------+
       GND                VCC

其中，VCC 提供电源电压，GND 是接地，R1-R4 组成半桥结构，当梁受到负载变形时，R1和R3的应变量不完全一致，导致电桥失去平衡。

3. **工作原理**:
- 当梁受力时，应变片会发生形变，导致其阻值变化，R1和R3的变化可能会相反，而R2和R4由于是对称位置，变化应该大致相等。
- 通过测量电桥两端的电压差，可以计算出应变片的相对变化，进而转换成重量或其他物理量的读数。