Wheatstone híd kiegyenlítés húzóerővel

előző ◈ a következő

A Wheatstone-híd kiegyensúlyozása húzóerővel.
A húzási ellenállás paramétereinek hatása Wheatstone híd egyensúlyhiányára.

A Wheatstone hídot gyakran használják különféle típusú érzékelők (primer átalakítók) tervezésében. erőmérők, elmozdulás, mágneses mező stb. lehetővé teszi nagyobb érzékenység, linearitás, hőmérséklet-stabilitás elérését az egyes ellenállásokhoz képest. A Wheatstone híd egyik átmérőjén egy folyamatos feszültség (DC vagy AC) forrása van bekapcsolva, a másik pedig egy differenciál mérőerősítőt.

A legegyszerűbb módszer kiegyensúlyozó egy Wheatstone-híd (nullázó a kimenő feszültség a nulla értéket a mért paraméter) párhuzamosan van kapcsolva, hogy egyik karja pullup ellenállást. A kar kiválasztása és a húzóellenállás mérete függ a híd kezdeti kiegyensúlyozatlanságától. A húzóellenállás paraméterei (az ellenállás idő-, feszültség-, hőmérséklet-függősége) befolyásolják a mérések pontosságát. Ezért ott van a probléma becslése pontossági osztály pullup ellenállás, egyrészt, hogy biztosítsa a szükséges mérések pontosságának és másrészt, nem növelik a beszerzési költség precíziós ellenállás.

Az egyszerűség kedvéért vegyük figyelembe a Wheatstone hídot (1. ábra), amelyben a három kar ellenállása azonos és egyenlő R-vel, és az egyik karnak R (1 + a) ellenállása van, ahol 0

Ábra. 1. Wheatstone híd: E - tápfeszültség, Eout - kimeneti feszültség, Rt - húzó ellenállás.

A húzóellenállás ellenállása az ellenállások párhuzamos csatlakoztatásának képletével lehetséges:

Például R = 500 Ω, a = 0,001 (0,1% eltérés, vagyis az egyik ellenállás 500,5 Ω-os ellenállása), Rt = 500500 Ohm

Befolyásoló tényezők az idő, hőmérséklet, feszültség, okozza, hogy az ellenállás a pullup ellenállás, kezdetben értékével egyenlő képlet szerinti (1) Rt, Rt lehet változtatni, hogy a mennyiség (1 + b), ahol a mod b <<1.

Ebben az esetben a kimeneti feszültség (a híd kiegyensúlyozása) változása a következő lesz:

A szükséges átalakítások végrehajtása érdekében:

Az a és b kis értékű kifejezés (2) második frakciójának nevezője közel áll az egységhez. Így a húzóellenállás b hibájának hatása kisebb, annál jobb a Wheatstone híd eredetileg kiegyensúlyozott (kisebb a). Más szavakkal, annál nagyobb a kiegyenlítő ellenállás, ezért a pontossági osztály kisebb követelményeket támaszt.

Legyen R = 500 ohm, a = 0,001, b = 0,01 (a húzóellenállás húzása 1%), E = 5 V. Ezután:
(1) Rt = 500 500 Ohm

500 kOhm;
a (2) D Eout képlet segítségével

5000000 μV * 0,25 * 0,00001 = 12,5 μV.

A D Eout kiegyensúlyozatlanság értékét össze kell hasonlítani a szükséges mérési pontossággal, amelyet a differenciál erősítő bemenetére kell alkalmazni. Ha nagyságrendileg egyenlőek, akkor magasabb pontosságú osztályú húzórezisztort kell használni.

  • Sensor - Olyan eszköz, amely egy primer elem a mérőáramkör, a kontroll vagy kiigazítás bármely fizikai mennyiség, amely változik a nagysága néhány paraméter, amely (jel) a lánc lehet alakítani, hogy használható megfelelően a tervezett áramkör.
  • A Wheatstone-híd négy négyzet által összekapcsolt ellenállások elektromos áramköre, egyik átlója, amelyen egy áramforrás van bekapcsolva, és egy másik - egy mérőeszköz.
előző ◈ a következő