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電阻應(yīng)變式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/6/8

  應(yīng)變計(jì)將應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換成電阻的相對(duì)變化還需將這種變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化,才能用電測儀表進(jìn)行測量。通常采用電橋電路文現(xiàn)微小阻值變化的轉(zhuǎn)換。根據(jù)激勵(lì)電源不同,有直流電橋和交流電橋兩種。

  1.直流電橋

  直流電橋的基本形式,它是由連接成環(huán)形的四個(gè)橋臂組成的,每個(gè)橋留上是一個(gè)電阻、在電阻的兩個(gè)相對(duì)連接點(diǎn)與—接人激勵(lì)的直流電源,而在另兩個(gè)連接點(diǎn)與上接引出線作為電橋的輸出端,在它的后面可以接后續(xù)的直流放大器A等。兩個(gè)對(duì)角線將相對(duì)的兩個(gè)頂點(diǎn)連接起來,就好僳在它們之間架起了一座“橋”。沒橋臂的電阻分別為只及和直流電橋電路,它們可以全部或部分是應(yīng)變計(jì);由于其中一個(gè)橋臂(或兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)橋留)的應(yīng)變電阻受外界物理量的變化而發(fā)生微小變化。將引起良流電橋的輸出電壓發(fā)生變化,所以,可以由此測量被測的物理量。

  用全橋測量還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)即:如果有溫度變化時(shí),由于兩相鄰的應(yīng)變計(jì)具有相同的電阻溫度誤差,所以,它們所產(chǎn)生的附加溫度電壓因相減而抵消,實(shí)現(xiàn)了溫度的自動(dòng)補(bǔ)償。若采用單臂電橋工作,為了補(bǔ)償溫度誤差,往往也需在此工作應(yīng)變計(jì)附近放置另一個(gè)相同的應(yīng)變計(jì),并接入相鄰的工作橋臂中:該片雖然不承受應(yīng)變,但也和工作應(yīng)變計(jì)一樣感受溫度的變化。由于它們由溫度變化引起的電阻變化相同,所以能通過電橋的和、差特性得到補(bǔ)償。

  直流電橋的優(yōu)點(diǎn)是:①所需要的高穩(wěn)定度直流電源易于獲得。②倉測量靜態(tài)或難靜態(tài)物理量時(shí),輸出量是直流量,可用直流電表測量,精度較高:③電橋調(diào)節(jié)平衡電路簡單,只需對(duì)純電阻加以調(diào)整即可;④對(duì)傳感器及測量電路的連接導(dǎo)線要求低,分布參數(shù)影響小。它的缺點(diǎn)是:容易引入工頻干擾;后續(xù)電路需要采用直流放大器,容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,線路也較復(fù)雜;不適宜于進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量。因此.需要采用交流電橋作為測量轉(zhuǎn)換電路。

  2.交流電橋

  其物澀感義且文流電橋耍達(dá)到平衡、必須滿足電橋的四個(gè)鋅中對(duì)邊阻抗模的乘積相等,及對(duì)邊阻抗角的和相等。由此見,交流電橋的平衡耍比直流電橋的平衍復(fù)雜。村電橋作韌始平衡調(diào)節(jié)時(shí).一般既有電阻預(yù)凋平衡,也商電容頂調(diào)平衡。

  常用交流橋調(diào)平衡電路為串聯(lián)電阻調(diào)平法,為串聯(lián)電阻為什聯(lián)電阻調(diào)平達(dá)、和戰(zhàn)通常取相同阻恒;為差動(dòng)電容調(diào)平法為差動(dòng)電容;為阻容調(diào)平法,組成T形電路,可通過對(duì)電阻、電容交替調(diào)節(jié),使電橋達(dá)到平街。

  3.幾種實(shí)用的直流電橋模塊電路

  隨著接成心路技術(shù)吶不斷進(jìn)步,各種高性能扁精度、高共模抑制比的運(yùn)算放大器不斷出現(xiàn),專用的信號(hào)處理電路模塊和尚精度的傳感器電源模塊相繼制成。

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