Добавочное сопротивление в тензометрических датчиках
Добавлено: Чт дек 01, 2005 19:58:33
Привет, ALL!
Тензометрические мосты прекрасно зарекомендовали себя при измерениях, однако, существует проблема, заключающаяся в том, что использовать их можно по разному. В частности запитать один и тот же мост можно постоянным током или постоянным напряжением, непостоянным током и напряжением и т.д. Зарегистрировать также можно различные физические параметры (выходное напряжение, ток, сопротивление). Распространено задание характеристик первичного преобразователя в виде изменения относительного сопротивления.
Столкнулся с такой проблемой: Имеется оборудование и отлаженный механизм аттестации датчика при питании постоянным напряжением и регистрации выходного напряжения, но тот же самый датчик надо применить в дорогостоящей системе с питанием постоянным током и регистрацией относительного изменения сопротивления. (Сквозная тарировка невозможна, а выяснение тарировочной характеристики на одинаковой технике привело бы к закупке еще одного комплекта дорогого оборудования). Найти расчетные соотношения для "нормального" тензометрического моста, позволяющие пересчитать паспорт датчика из одних систем координат в другие оказалось не сложно, но тут и выяснилось, что внутри датчика имеется весьма ценное и нужное добавочное сопротивление для какой-то там компенсации, которое и испортило всю малину.
Добавочное сопротивление расположено внутри кожуха датчика. Его величина не нормирована и подстраивается в заводских условиях, чтобы обеспечить нормированное входное сопротивление питающей диагонали. Измерить его непосредственно невозможно, не разломав датчик. Сопротивление находится ву одной из питающих жил датчика.
При питании датчика постоянным напряжением на добавочном сопротивлении происходит падение напряжения. Если регистрация измерительного процесса производится также при питании постоянным напряжением проблемы не возникает: датчик аттестован в тех же условиях питания самого моста. Если питать датчик постоянным током, этот же ток весь придет и на мост, т.к. ток постоянен не зависимо от величины любого последовательно включенного сопротивления. Однако, если тарировочная характеристика получена при питании постоянным напряжением, необходимо внести поправку на добавочное сопротивление, которая, очевидно, будет:
k = (Rdat+Ra)/Rdat
где Rdat - сопротивление моста датчика по питающей диагонали
Ra - добавочное сопротивление.
Теперь вроде проблема свелась к нахождению неизвестного Ra в схеме из моста (4 резистора) и Ra в одной из питающих жил.
Если имеются 4 выхода датчика (два питающих и два измерительных), я, например, могу измерить сопротивления между любыми из выводов, составить, скажем, 6 уравнений с 5 неизвестными и выразить Ra. Я не смог решить эту задачу. По всей видимости, не хватает опыта рассчета подобных цепей. Применяемые методы приводят к слишком сложным для разрешения выражениям.
Затем я столкнулся с другим явлением:
Компенсация в немецких датчиках выполнена гораздо сложнее, чем в отечественных. Схемы разные. Первой идеей было привести все, что находится в питающей цепи в схеме датчика к единому эквивалентному сопротивлению (Ra) и пытаться рассчитать его подобным же способом. Глядя на схемы не могу не заметить, что некоторые из резисторов, находящихся в питающей диагонали, являются тензорезисторами, т.е. изменяют сопротивление при нагружении. Для некоторых типов датчиков вообще схемы не оказалось. И тут, после долгих экспериментов с разными датччиками, я нашел разновидность прецезионных датчиков, которые не имеют пролем с пересчетом тарировочной характеристики под питание постоянным током, т.е. пересчет осуществляется так, как будто компенсационной схемы вообще не существует. В этом типе датчика в цепи питания расположены два добавочных тензорезистора (изменяют сопротивление при деформации), соответственно в первой и второй питающей жиле, но возле самого разъема есть еще одно постонное сопротивление, соединяющее питающие жилы. Таким образом, зародилась идея, применив некий хитрый шунт, изменить свойства имеющихся датчиков так, чтобы они имели метод пересчета тарировочной характеристики, не зависящий от типа питания. Или скажем добиться того, чтоб сам мост питался все таки постоянным напряжением (или током), независимо от того, что подано на питание (постоянный ток или напряжение).
Итак, повторим вопросы:
1. Можно ли рассчитать добавочное сопротивление Ra по данным измерений сопротивлений между выходными жилами датчика для описанной отечественной схемы.
2. Можно ли модифицировать датчики, добавив скажем сопротивление между питающими жилами, так, чтобы метод пересчета тарировочной характеристики при питании постоянным током и напряжением не зависил от компенсационной схемы. Как это сделать.
Прошу прощения, что не могу привести картинок. По всей видимости с vpn при отсутсвии прямоо ип это не возможно.
Заранее всех благодарю, кто даст ценные советы.[/i][/b]
Тензометрические мосты прекрасно зарекомендовали себя при измерениях, однако, существует проблема, заключающаяся в том, что использовать их можно по разному. В частности запитать один и тот же мост можно постоянным током или постоянным напряжением, непостоянным током и напряжением и т.д. Зарегистрировать также можно различные физические параметры (выходное напряжение, ток, сопротивление). Распространено задание характеристик первичного преобразователя в виде изменения относительного сопротивления.
Столкнулся с такой проблемой: Имеется оборудование и отлаженный механизм аттестации датчика при питании постоянным напряжением и регистрации выходного напряжения, но тот же самый датчик надо применить в дорогостоящей системе с питанием постоянным током и регистрацией относительного изменения сопротивления. (Сквозная тарировка невозможна, а выяснение тарировочной характеристики на одинаковой технике привело бы к закупке еще одного комплекта дорогого оборудования). Найти расчетные соотношения для "нормального" тензометрического моста, позволяющие пересчитать паспорт датчика из одних систем координат в другие оказалось не сложно, но тут и выяснилось, что внутри датчика имеется весьма ценное и нужное добавочное сопротивление для какой-то там компенсации, которое и испортило всю малину.
Добавочное сопротивление расположено внутри кожуха датчика. Его величина не нормирована и подстраивается в заводских условиях, чтобы обеспечить нормированное входное сопротивление питающей диагонали. Измерить его непосредственно невозможно, не разломав датчик. Сопротивление находится ву одной из питающих жил датчика.
При питании датчика постоянным напряжением на добавочном сопротивлении происходит падение напряжения. Если регистрация измерительного процесса производится также при питании постоянным напряжением проблемы не возникает: датчик аттестован в тех же условиях питания самого моста. Если питать датчик постоянным током, этот же ток весь придет и на мост, т.к. ток постоянен не зависимо от величины любого последовательно включенного сопротивления. Однако, если тарировочная характеристика получена при питании постоянным напряжением, необходимо внести поправку на добавочное сопротивление, которая, очевидно, будет:
k = (Rdat+Ra)/Rdat
где Rdat - сопротивление моста датчика по питающей диагонали
Ra - добавочное сопротивление.
Теперь вроде проблема свелась к нахождению неизвестного Ra в схеме из моста (4 резистора) и Ra в одной из питающих жил.
Если имеются 4 выхода датчика (два питающих и два измерительных), я, например, могу измерить сопротивления между любыми из выводов, составить, скажем, 6 уравнений с 5 неизвестными и выразить Ra. Я не смог решить эту задачу. По всей видимости, не хватает опыта рассчета подобных цепей. Применяемые методы приводят к слишком сложным для разрешения выражениям.
Затем я столкнулся с другим явлением:
Компенсация в немецких датчиках выполнена гораздо сложнее, чем в отечественных. Схемы разные. Первой идеей было привести все, что находится в питающей цепи в схеме датчика к единому эквивалентному сопротивлению (Ra) и пытаться рассчитать его подобным же способом. Глядя на схемы не могу не заметить, что некоторые из резисторов, находящихся в питающей диагонали, являются тензорезисторами, т.е. изменяют сопротивление при нагружении. Для некоторых типов датчиков вообще схемы не оказалось. И тут, после долгих экспериментов с разными датччиками, я нашел разновидность прецезионных датчиков, которые не имеют пролем с пересчетом тарировочной характеристики под питание постоянным током, т.е. пересчет осуществляется так, как будто компенсационной схемы вообще не существует. В этом типе датчика в цепи питания расположены два добавочных тензорезистора (изменяют сопротивление при деформации), соответственно в первой и второй питающей жиле, но возле самого разъема есть еще одно постонное сопротивление, соединяющее питающие жилы. Таким образом, зародилась идея, применив некий хитрый шунт, изменить свойства имеющихся датчиков так, чтобы они имели метод пересчета тарировочной характеристики, не зависящий от типа питания. Или скажем добиться того, чтоб сам мост питался все таки постоянным напряжением (или током), независимо от того, что подано на питание (постоянный ток или напряжение).
Итак, повторим вопросы:
1. Можно ли рассчитать добавочное сопротивление Ra по данным измерений сопротивлений между выходными жилами датчика для описанной отечественной схемы.
2. Можно ли модифицировать датчики, добавив скажем сопротивление между питающими жилами, так, чтобы метод пересчета тарировочной характеристики при питании постоянным током и напряжением не зависил от компенсационной схемы. Как это сделать.
Прошу прощения, что не могу привести картинок. По всей видимости с vpn при отсутсвии прямоо ип это не возможно.
Заранее всех благодарю, кто даст ценные советы.[/i][/b]