Similar presentations:
2
1.
Датчики1
2.
МОСТОВЫЕ СХЕМЫТензометрические датчики
120 Ом, 350 Ом, 3500 Ом
Динамометры
350 Ом – 3500 Ом
Датчики давления
350 Ом – 3500 Ом
Датчики относительной влажности 100 кОм – 10 МОм
Термометры сопротивления (ТС) 100 Ом, 1000 Ом
Термисторы
100 Ом - 10 МОм
2
3.
Мост УитстонаМост находится в нулевом (сбалансированном) состоянии
при R1/R4 = R2/R3 вне зависимости от способа его возбуждения
(постоянным либо переменным током), величины возбуждения
или способа считывания выходного сигнала (ток или
напряжение), импеданса схемы измерения. Если зафиксировать
R2/R3 = K, а величину R1 необходимо определить то, введя мост
в нулевое состояние с помощью градуированного потенциометра
R4, можно рассчитать R1 = K*R4.
3
4.
Конфигурации измерительных мостовЧувствительность моста - отношение максимально ожидаемого
изменения выходного напряжения (выхода) к напряжению возбуждения
(возбуждению). Так, если максимальный выход составляет 10 мВ, а
возбуждение 10 В, то чувствительность равна ?.
4
5.
Возбуждение током5
6.
Усиление и линеаризация выходных сигналов мостовСхема имеет низкую точность и разбалансирует мост (со стороны
RF и тока смещения ОУ). Требует тщательного подбора резисторов RF
для обеспечения высокого коэффициента ослабления синфазной
составляющей сигнала (КОСС). Выход не линеен. Основные
преимущества - простота (один ОУ) и возможность работы с
однополярным источником питания (выходной сигнал ОУ изменяется
6
от VS/2 в обе стороны).
7.
Усиление сигналов мостов на основе ИУОсновными преимуществами схемы являются: высокая точность
коэффициента преобразования и отсутствие разбалансировки моста.
Высокое значение КОСС. Выход - не линеен, но может быть просто
линеаризован на цифровом уровне. В качестве инструментальных
усилителей можно использовать, например, AD620.
7
8.
Линеаризация четверть мостового датчика поМетоду 1
Операционный усилитель принудительно устанавливает ноль в
измерительной
диагонали
путем
подачи
компенсирующего
напряжения обратной полярности в измеряющее плечо моста. При
этом, выход в два раза больше, чем при стандартном включении, и
линеен даже при большом изменении величины чувствительного
элемента (∆R). Требуется биполярное питание и не регулируется
усиление.
8
9.
Линеаризация четверть мостового датчика поМетоду 2
Линеаризация 1/4 моста путем фиксации величины тока через
чувствительный элемент с помощью операционного усилителя.
Требуется биполярное питание и два операционных усилителя.
9
10.
Линеаризация 1/2 мостаИсточник опорного напряжения (VИОН), операционный
усилитель и измерительный резистор RS составляют источник тока
для возбуждения моста. Дополнительный инструментальный
усилитель используется для оконечного усиления выхода.
10
11.
Минимизация ошибок, связанных ссопротивлением проводников
Подключение Кельвина ликвидирует падение напряжения
возбуждения на соединительных проводниках. Но ОУ должны иметь
малые смещение, дрейф и шумы.
11
12.
Минимизация ошибок, связанных ссопротивлением проводников
Минимизация с помощью источника тока возбуждения.
Требуется стабильность ИОН, измерительного резистора RS
и
операционного усилителя.
12
13.
Типичные источники ошибок смещенияДля поддержания точности измерения на уровне 0.1% или выше по
верхнему пределу 20 мВ, требуется иметь суммарную ошибку менее чем
20 мкВ.
1. Паразитные термопары со спаями, находящимися при разных
температурах (печатный проводник - вывод операционного усилителя).
2. Напряжение и ток смещения входного операционного усилителя.
Необходимо выбирать операционный усилитель с малыми дрейфом
смещения и током смещения.
13
14.
Возбуждение переменным током14
15.
Возбуждение переменным током15