Чувствительность электрических цепей

Если напряжение источника питания выбирается из условия максимально допускаемого тока, чувствительность мостовой схемы будет зависеть от числа рабочих дат­чиков и их взаимного расположения. На рис. 3.6 представлены четыре общепринятых схемы.

В первом слу­чае мостик содержит единственный, активный датчик . Эта схема в основном используется для изме­рения динамических и иногда стати­ческих деформаций, когда не тре­буется температурная компенсация.

Коэффициент чувствительности такой схемы определяется по следующей зависимости:

. (3.16)

Из этой формулы видно, что чувствительность зависит от двух факторов: эффективности цепи , которая при равна 90 %, и параметра датчика .

Рисунок 3.6 - Основные схемы включения тензорезисторов в мостовую схему:

- рабочие датчики; - компенсационные датчики

Вторая схема содержит активный датчик и компенсационный , который необходим для уменьшения влияния температуры. Коэффициент чувствительности схемы при =определяется по формуле:

. (3.17)

В этом случае эффективность цепи постоянна и равна ¹/₂, так как =. Отсюда следует, что введение в схему датчика позволяет осуществить температурную компенсацию, но это снижает эффективность цепи до 50 %.

На выбор той или иной схемы включения рабочего тензорезистора в основном влияют два фактора: характер измеряемых деформаций (статические или динамические) и необходимость тем­пературной компенсации. В динамических приложениях, когда не требуется температурная компенсация, применимы как потенциометрическая, так и мостовая схема.

Чувствительность и диа­пазон измерений у этих цепей одинаковы. Потенциометрическая схема имеет некоторые преимущества, так как она не требует первоначальной балансировки, а общее заземление цепи уси­лителя и регистрирующего прибора значительно снижает уровень электронных помех. В тех случаях, когда необходима температур­ная компенсация, мостик Уитстона может иметь более высокую чувствительность, чем потенциометрическая схема. Тем не ме­нее, применение последней целесообразно, когда наличие общего заземления компенсирует некоторую потерю чувствительности.

При изучении статических деформаций предпочтение следует отдать мостовой схеме с измерением по нулевому методу, потому что используемые приборы просты в управлении, позволяют осуществлять температурную компенсацию и имеют цену деле­ния порядка 10. Там, где необходимо непосредственное считы­вание данных, мостовая схема является наиболее рациональной. Рекомендации по применению различных схем и их чувствительность приведены в табл.3.2.

Таблица 3.2 – Сравнительная характеристика мостовой и потенциометрической схем включения тензорезисторов

Деформация	Температурная компенсация	Схема соединения	Коэффициент чувствительности схемы
Динамические	Нет Да	Потенциометрическая Мостовая
Статические	Да,   нет	Мостовая с измерением по нулевому методу   Мостовая с непосред-ственным считыванием	До 10

Дата добавления: 2014-01-20