常用传感器信号测量汇总(13)

常用传感器信号测量汇总

图5 应变片

由于应变片的阻值变化是微弱的，测量应变几乎都采用带电压激励的电桥形式。惠斯通电桥由4条电阻桥臂及作用于整个电桥的激励电压VEX组成(图6)，

图6 电桥

电桥输出电压V0表示为：

常用传感器信号测量汇总

(式1)

从此方程看出，当R1/R2=R4/R3时，电压输出V0为零。在这种条件下，称电桥处于平衡状态。此时任意桥臂上电阻值的变化都将使电桥电压输出不为零。

因此，如果把图中的R4替换为应变片，应变片电阻值的变化将使电桥处于非平衡状态，从而电压输出非零。如果应变片的理想电阻值为RG，那么应变产生的电阻变化DR可以表示为DR= RG*GF*e。设R1=R2、R3=RG，以上的电桥方程可重写为VO/VEX对应变的函数。注意1/(1+GF*e/2)项，表示1/4桥与应变相关的输出非线性变化。

理想状态下，我们希望应变片电阻仅在存在应变时才产生变化。然而，其材料及被测试件材料还同时对温度的变化敏感。通过在电桥的另一个桥臂上放入第2个应变片，这样可以使电桥的灵敏度提高一倍，并能够进一步抵消温度的影响，这是因为两块应变片受到温度的影响是相同的，这种桥路被称为半桥。

还可以通过将电桥4个桥臂都安装工作应变片来实现全桥配置，从而更进一步提高电路的灵敏度，适用于高精度场合。

NI公司的SCC和SCXI系列调理产品均有针对应变电路调理的模块。NI

SCC-SG系列包括五种双通道应变片输入模块，每一种都用于特定的应变片配置， 120Ω，1/4桥;350Ω，1/4桥;半桥和全桥等。调理模块还包括一个2.5V激励源，SG24的激励源是10V

的，它们是测压元件和压力传感器输入的理想选择。调理