阿尔伯特·e·布伦德尔著

如果将电阻为350欧姆的应变片和2的测量系数安装在承受1000微应变水平的结构上,将使其电阻改变0.7欧姆。虽然这种电阻变化可以用一种较新的数字欧姆表检测到,但如果我们希望分辨所施加负载的1/1000,我们必须检测350.0000和350.0007欧姆之间的差异。

如果迫使我们要测量的动态特性,如触及一部分定位在机器停止,所需的电路可以简单令人兴奋的一个衡量与恒流和放大信号的交流分量和一个AC放大器产生可用的控制信号。在这种情况下,一个电容器被用来去除大的共模电压,只留下信号被放大。

惠斯顿电桥也有类似的功能,并可用于静态和动态力信号。惠斯顿电桥的功能最好的形象化方法是把它看作连接在一个共同电压源上的两个简单的分压器。如果这些分压器中的电阻相等,则每个分压器中点处的电压相等。连接在这两点之间的直流电压表将表明电压为零,即使这两点的电压电位都是激发电压的1/2。构成分压器的任何一个电阻器的微小变化都会引起电压表的变化,并在电压表上指示出来。由于在这些点上只存在一个应变产生的信号,可以安装一个直流放大器来代替电压表和产生一个高电平信号,再次独立于在这两个点上的大共模电压。如果惠斯顿电桥电路由4个等阻应变片组成,这些应变片是不受应变的,那么电桥就被称为“平衡”,在电桥的输出端不会出现输出电压。作为结构的应变计相对变化的电压分压器

加载时,测量电阻的增加或减少会导致电桥变得不平衡并产生相应的信号。根据每个测量仪在电桥中的位置,电阻变化将增加或减少输出信号。惠斯通桥的这种固有的计算特性在力传感器的设计中有几个用途。bob官方app下载

该特征的一般用途是消除与所需应变相关变化无关的电阻变化效应。例如,温度将在适用于该部件的所有仪表中产生相等的应变变化。如果所有仪表都相应地影响,桥梁将有效地取消这些温度相关的变化。测量以感测弯曲的光束通常具有安装在“对”中的仪表,其中一个规格由于特定光束部分处的弯矩而将测量张力应变和另一个压缩菌株。通过将这两个仪表放置在“相邻”的桥“臂”中,信号在符号相对的同时,是相对于桥接输出的添加剂。施加到光束的端部负载将同样影响磁桥的仪表抵消其对桥的表观输出的影响。单个规格信号的这种加法和减法用于制造力传感器,该力传感器沿着限定的轴敏感。bob官方app下载

重要的是要注意,为了消除这些外来信号,每个测量对必须有相等但相反的电阻变化。如果其中一个或多个

仪表意外或有意地被外部被动电阻“分流”,不仅仪表的基极电阻发生变化,而且其有效灵敏度(仪表系数)也发生变化。这种效应常被用来修正传感器的“串扰”灵敏度,以“微调”其敏感力轴在空间中的位置。bob官方app下载不幸的是,它也不知不觉地由传感器用户执行,他们直接通过各种桥臂应用外部电阻网络,试图“平衡”传感器。bob官方app下载有时,这些寄生分流网络以“T”平衡网络的形式出现在商业上的“读出”仪器中,用户在组合力测量系统时必须谨慎,否则他可能会发现自己在测量他感兴趣的参数之外的其他东西。