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桥式传感器实现精准测量的原理,以及应变片实现温度补偿的原理

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QWE4562009
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  • 2023-4-16 18:54:04
10问答币
桥式传感器实现精准测量的原理,以及应变片实现温度补偿的原理

1.为什么四个电阻就可以抵消温度漂移?就可以实现更精准的测量?摘自了很多,还是没看懂!

---(来自一个大神的------应变片最大的问题是温度系数非常恐怖,如果直接测量电阻值,你都不知道你到底测量是压力还是温度。所以要做成惠斯通电桥,常见接法有三种,最简单的是一个应变片受力,剩下三个应变片不受力只做温度补偿,应变片阻值不表示压力,应变片阻值的差异比例才表示受力,这样三个应变片的温度系数就被消掉了。稍复杂的是两个对侧的应变片受力,其他两个不受力。最复杂的是四个应变片都受力,对侧受力方向相同,两组对侧受力方向相)

---应变片就是测量电阻,但是不能直接测量电阻是因为阻值跟温度变化关系更大,那就用4个应变片组成惠斯通电桥来测试电压,电压差是不同位置应变片阻值的比例差,这样就把温度给抵消掉了

称重传感器一般用金属箔应变片,我上面说的是Cu50、Pt100这些温度传感器也是金属箔传感器,气压传感器因为需要的灵敏度很高,一般是半导体应变片,半导体的温度系数非常的大,20度应变片阻值可能是20k,到了30度阻值就会变成10k,所以直接测量应变片的电阻根本测不出压力,只能测出温度。

以9楼的图为例,用了两个应变片,下面那个受力stressed,上面那个不受力unstressed。阻值分别是Rs、Ru,设R1=R3,电池电压10V,那么不受力的时候V=0。在某个特定压力下,当前温度20度,Rs=21k,Ru=20k,V=10*Rs/(Rs+Ru)-5.0=0.122V。
当前压力不变,温度上升到30度,Rs=10.5k,Ru=10k,V=10*Rs/(Rs+Ru)-5.0=0.122V。
可见通过Ru这个不接受压力,只感知温度的应变片,通过惠斯通电桥的接法,把巨大的温度系数给消除了!

2.意思是应变变除了受力会发生阻值变化,温度改变也会导致阻值变化?具体是如何实现温度补偿的?有四个电阻

3.根据传感器信号输出的公式,岂不是永远都是为0?减数和被减数难道绝对值不一样吗?


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QWE4562009
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LV10
总工程师
  • 2023-5-5 18:43:20
  • 倒数2
 
这个没有人知道的吗?差分桥式传感器是如何实现精准测量的?
太炭黑
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LV6
高级工程师
最新回复
  • 2023-5-9 21:12:30
  • 倒数1
 
谈谈我的理解啊:
温度补偿的主要原理是:每个电阻随温度的变化是同向同比例的。
比如一开始零压常温,输出为0,温度变化后,4个电阻变到了另外一个相同的值,输出还是0。
当然现实中不会这么理想,但是大致效果好就行。
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