实验一 金属箔式应变片性能—单臂电桥型
实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。
所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源。
旋钮初始位置：直流稳压电源打倒±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。 实验步骤：
(1)了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。
(1) 将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端
与F／V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。
(2) 根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V
档，F／V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，然后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零。
图１
（3）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F／V表显示最小，再旋动测微头，使F／V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。
（4）——往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F／V表显示的值。建议每旋动测微头一周即ΔX＝0.5mm记一个数值填入下表： 位移（mm） 电压（mv）
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（5） 据所得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显
示的电压相应变化）。
（6） 实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。 注意事项：
(1) 电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。 (2) 为确保实验过程中输出指示不溢出，可先将砝码加至最大重量，如指示溢出，适当减小 差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。
(3) 做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。 (4) 电位器W1、W2，在有的型号仪器中标为RD、RA。 问题：
(1) 本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求？
(2) 根据所给的差动放大器电路原理图，(见附录图 一 )，分析其工作原理，说明它既能作差动放 大，又可作同相或反相放大器。
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实验二 金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较型
实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
所需单元和部件：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F／V表、双孔悬臂梁称重传感器、应变片、砝码、主、副电源。
有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F／V表打到2V档，差动放大器增益打到最大。 实验步骤：
(1) 按实验一方法将差动放大器调零后，关闭主、副电源。
(2) 根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V
档，F／V表置20V档。开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，等待数分钟后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零。
(3) 不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成
半桥，调节电桥W1使F／V表显示表显示为零，重复（3）过程同样测得读数，填入下表： 重量（g） 电压（mV）
(4) 保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片组桥时只要掌握对臂应
变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，，调节电桥W1同样使F／V表显示零。重复（3）过程将读出数据填入下表：
重量（g） 电压（mV）
(5) 在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。 注意事项：
(1) 在更换应变片时应将电源关闭。
(2) 在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。 (3) 在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。 (4) 直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。 (5) 接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。
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实验三 移相器实验
实验目的： 了解运算放大器构成的移相电路的原理及工作情况 所需单元及部件：
移相器、音频振荡器、双线（双踪）示波器、主、副电源
实验步骤： （１）
了解移相器在实验仪所在位置及电路原理（见图3）。
图3
（２） 将音频振荡器的信号引入移相器的输入端（音频信号从０°、１８０°插口输出均可），
开启主、副电源。
（３） 将示波器的两根线分别接到移相的输入和输出端，调整示波器，观察示波器的波形。 （４） 旋动移相器上的电位器，观察两个波形间相位的变化。 （５） 改变音频振荡器的频率,观察不同频率的最大移相范围。 问题：
（１）根据图11，分析本移相器的工作原理，并解释所观察到的现象。提示：A1、R1、R2、R3、C超前移相，在R3＝R1时，KF1（jω）=Vm/Vλ=-(1-jω RwC2)/(1+jωR2C1),KF1(ω)=1, ΦF1(ω)=- π-2tg
-1
-1
ωR2C1。A2、R4、R5、RW、C2滞后移相，在R5＝R4时，KF2（jω）=V/Vm=(1-jωRwC2)/(1+jωC2),KF2(ω)=1, ΦF2(ω)=-2tgωRwC1，ω＝2πf 。分析：f一定时Rw=0－10KΩ相移Δφ，及Rw一定时，f变化相移Δφ。
(2)如果将双线示波器改为单踪示波器，两路信号分别从Ｙ轴和Ｘ轴送入，根据李沙育图形是否可完成此实验？
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实验四 相敏检波器实验
实验目的：了解相敏检波器的原理和工作情况。
所需单元和部件：相敏检波器、移相器、音频振荡器、双线示波器（自备）、直流稳压电源、低通滤波器、Ｆ／V表、主、副电源。
有关旋钮的初始位置:Ｆ／V表置２０Ｋ档。音频振荡器频率为４ＫHz，幅度置最小（逆时针到底），直流稳压电源输出置于±２Ｖ档，主、副电源关闭。 实验步骤：
（１） 了解相敏检波器和低通滤波器在实验仪面板上的符号。
（２） 根据图4A的电路接线，将音频振荡器的信号０°输出端输出至相敏检波器的输入端（1），把
直流稳压电源＋2V输出接至相敏检波器的参考输入端（5），把示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端（1）和输出端（3）组成一个测量线路。
图4A
（３） 调整好示波器，开启主、副电源，调整音频振荡器的幅度旋钮，示波器输出电压为峰峰值4V。
观察输入和输出波的相位和幅值关系。
（４） 改变参考电压的极性（除去直流稳压电源＋2V输出端与相敏检波器参考输入端（5）的连线，
把直流稳压电源的－2V输出接至相敏检波器的参考输入端（5）），观察输入和输出波形的相位和幅值关系。由此可得出结论，当参考电压为正时，输入和输出 相，当参考电压为负时，输入和输出 相，此电路的放大倍数为 倍。
（５） 关闭主、副电源，根据图4B电路重新接线，将音频振荡器的信号从０°输出端输出至相敏检
波器的输入端（1），将从0°输出端输出接至相敏检波器的参考输入端（2），把示波器的两根输入线分别接至相敏检波器的输入（1）和输出端（3），将相敏检波器输出端（3）同时与低通滤波器的输入端连接起来，将低能滤波器的输出端与直流电压表连接起来，组成一个测量线路。（此时，Ｆ／V表置于Ｖ表２０Ｖ档）。
图4B
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