Question

放大电阻应变式传感器输出信号的方法

Answer 1

电阻应变式传感器，通常由电阻应变片组成惠斯顿电桥来测量应变或应力。理想状态下，传感器不受力时惠斯顿电桥处于平衡状态，不对外输出信号，当传感器受力后，惠斯顿电桥打破平衡，对外输出测量信号。实际上，受制造工艺的影响，电阻应变式传感器不受力时，惠斯顿电桥并不平衡，对外有零点信号输出，并且某些电阻应变式传感器的零点信号较大，影响测量效果。
3.电阻应变式传感器通过实验的方法确定在额定负载下输出信号的数值，称为额定灵敏度，每个传感器的额定灵敏度都不同，且输出信号较小，为mv级。传感器的输出信号需要进行硬件电路放大后，才能进入到信号处理芯片换算成应变或应力数值，硬件电路的放大倍数为固定值，为了能够处理所有的电阻应变式传感器的输出信号，只能将硬件电路的放大倍数整定成一个较小的数值，这就降低了电阻应变式传感器的分辨率。
4.硬件电路是将电阻应变式传感器的信号直接放大，但实际有用的信号是传感器额定灵敏度减去零点信号的这一段数据，为了消除电阻应变式传感器的零点信号，通常在仪器运算放大器的参考输入脚(ref)上叠加一个反相信号，使传感器在不受力时进入信号处理芯片的信号电压为零。这种方法，相当于又降低了硬件电路的信号放大倍数，导致电阻应变式传感器的额定灵敏度信号经放大，进入信号处理芯片时，其有效值远小于信号处理芯片允许处理信号的最大值，表现为电阻应变式传感器输出信号的分辨率较小