《惠斯登电桥》课件.ppt
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1、3电阻式传感器的信号调节3-3惠斯登电桥:平衡测量3-4惠斯登电桥:偏转测量3-4-1灵敏度和线性3-4-2模拟线性化3-4-3校准和平衡3-4-4差值测量、平均值测量和补偿3-4-5电源3-4-6惠斯登电桥的检测方法10/27/202213-3惠斯登电桥:平衡测量 惠斯登电桥采用的比较测量法,通过调整电阻R4,使电流检测器示值为0,达到电桥达到平衡状态时,下式成立:R3=R4(R2/R1)与电源电压,电流无关 与电流检测器类型和阻抗无关 电源和电流检测器可互换(a)惠斯登电桥采用的比较测量法(b)消除接触电阻对平衡产生的影响10/27/20222远距离使用传感器采用3引线方式消除导线的影响,
2、如左图所示。采用一组3引线测量多个传感器,如左图所示。10/27/20223用示零法实现的一种自动惠斯登电桥平衡系统 采用输出两个互补电流源的数模转换器(DAC)。10/27/202243-4惠斯登电桥:偏转测量偏转测量:不使电桥恢复平衡,而是测量两个分压器之间的电压差或电流检测器的电流值。3-4-1灵敏度和线性 在图(a)中,若电桥在x=0时平衡,定义参数k:k=R1/R4=R2/R0则两分支的电压差两分支的电压差为:vo=Vr(R3/(R2+R3)-R4/(R1+R4)只有当xk+1时,输出电压才与R3成正比。对于x0,其灵敏度为如果电桥用恒定电流源供电,则输出电压10/27/20225对
3、金属应变片而言,x很少超过。为改善灵敏度,通常k=1。由于x很小,一般忽略电压输出公式分母中的x。由上述条件,可得 10/27/20226 3-4-2 3-4-2电阻式传感器电桥的模拟线性化电阻式传感器电桥的模拟线性化运放的输出vo使两个检测点的电压相等,使输出vo与x呈线性关系。vo=-Vr x/2运放的输出使两个检测电的电压相等,使输出vo与x呈线性关系。10/27/20227 3-4-3 3-4-3传感器电桥的校准和平衡传感器电桥的校准和平衡用并联电阻Rc来确定S。开关断开时,对于x=0.调节Ra,使vo=0。开关闭合后,输出偏转等于R3改变x所产生的偏转:RoRc/(Ro+Rc)=Ro
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