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- 電阻應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
應變計將應變的變化轉(zhuǎn)換成電阻的相對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)形的四個橋臂組成的,每個橋留上是一個電阻、在電阻的兩個相對連接點與—接人激勵的直流電源,而在另兩個連接點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。兩個對角線將相對的兩個頂點連接起來,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變計;由于其中一個橋臂(或兩個、三個、四個橋留)的應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優(yōu)點即:如果有溫度變化時,由于兩相鄰的應變計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,實現(xiàn)了溫度的自動補償。若采用單臂電橋工作,為了補償溫度誤差,往往也需在此工作應變計附近放置另一個相同的應變計,并接入相鄰的工作橋臂中:該片雖然不承受應變,但也和工作應變計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、差特性得到補償。
直流電橋的優(yōu)點是: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,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,只需對純電阻加以調(diào)整即可;④對傳感器及測量電路的連接導線要求低,分布參數(shù)影響小。它的缺點是: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)生零點漂移,線路也較復雜;不適宜于進行動態(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到平衡、必須滿足電橋的四個鋅中對邊阻抗模的乘積相等,及對邊阻抗角的和相等。由此見,交流電橋的平衡耍比直流電橋的平衍復雜。村電橋作韌始平衡調(diào)節(jié)時.一般既有電阻預凋平衡,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、和戰(zhàn)通常取相同阻恒;為差動電容調(diào)平法為差動電容;為阻容調(diào)平法,組成T形電路,可通過對電阻、電容交替調(diào)節(jié),使電橋達到平街。
3.幾種實用的直流電橋模塊電路
隨著接成心路技術吶不斷進步,各種高性能扁精度、高共模抑制比的運算放大器不斷出現(xiàn),專用的信號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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