基于精密电阻分流测量的惠斯通电桥校准刻度调整

迈阿密大学通过使用 S102C 精密电阻分流器重新校准仪器,成功计算并补偿称重传感器中的漂移


应用领域

惠斯通电桥传感器校准

使用的产品

S102C Bulk Metal ®箔电阻器



挑战

惠斯通桥接传感器网络的输出会随着时间的推移而漂移,需要重新校准。

图 1:典型称重传感器校准数据

图 1:典型称重传感器校准数据


如果参考标准不可用或重新校准时间成本高,则可能无法根据应用的物理指标(例如载荷或位移)获得新的比例。新的比例如何在原来的基础上计算?


解决方案

在漂移发生之前和之后,象征性地等同于度量的线性方程。使用 Vishay Precision Group (VPG) 的两个不同值的 S102C Bulk Metal® Foil 精密电阻器执行此操作两次,以生成一个方程系统,该方程组可以在发生漂移后求解增益和偏移。


用户解释

考虑惠斯通电桥 (1) 的电压输出方程:

惠斯通电桥的输出(初始校准)(1)

公式 1:惠斯通电桥的输出(初始校准)


现在考虑发生一些漂移后同一电桥的电压输出方程。(2):

惠斯通电桥的输出(发生一些漂移后)(2)

公式 2:惠斯通电桥的输出(发生一些漂移后)


如果度量由初始线性标度 (3) 给出

(3)

Drift 后的度量由线性标度 (4) 给出

(4)


然后我们可以看到常数 D 将改变负载 L X给定相同的输入 V S我如何根据新增益和偏移 m D和 b D来解释这种变化

由于度量必须相同,给定相同的激励 VS,我们可以将 Eqn 等同。(3) 和方程。(4). 因此,如果我们使用分流电阻器 R S1模拟输出,则我们有 L iR S1 = L DR S1

我们可以使用第二个分流电阻器 R S2进行类似的等效,从而为我们提供第二个等式。

注意到 V 0是一个测量值,我们剩下两个方程和两个变量,即(5):

(5)

其中 V 0R S1和 V 0DR S1是 RS2 并联桥(跨 R X的输出,最初和发生了一些漂移后 (6):

(6)


其中 V 0R S2和 V 0DR S2是并联电桥(跨 R X的输出,最初和发生一些漂移后 (7):

mD
bD

求解 m D和 b D产量。


(7)
(8)



VPG 的 Vishay 箔电阻器品牌 (VFR) 精密电阻器可提供此应用所需的长期稳定性。