ЖУРНАЛ СТА №3/2024

Сравнение возбуждений резистивного моста категории 1 Выводы, приведённые ниже, основа- ны на схеме моста сопротивлением 120 Ом, показанной на рис. 1, с возбуж- дением напряжением 5 В постоянного тока или возбуждением током 41,67 мА, с включёнными сопротивлениями ли- нии возбуждения 0, 5 и 10 Ом и пренеб- режением сопротивлением линии вы- ходного напряжения. 1. Уравнения 4, 4a и рис. 5 (чёрная кри- вая) показывают, что для токового возбуждения выход резистивного мо- ста, не зависит от сопротивления ли- нии возбуждения. 2. На рис. 4 показано, что если пренеб- речь сопротивлением линии, то вы- ходной сигнал 4-проводного моста более линейный в широком диапазо- не R x для возбуждения по току (синяя кривая), чем для возбуждения по на- пряжению (красная кривая). 3. Уравнение 6 и рис. 4 (чёрная кривая) показывают, что выходные сигналы моста, проиллюстрированные воз- буждением по напряжению (уравне- ние 2a) и возбуждением по току (уравнение 4a), по существу идентич- ны вблизи баланса. Вблизи баланса можно предположить, что R >> Δ R . Обратите внимание, что R x = ( R + Δ R ), а I exc определяется как V 12 / R . (6) В типовых решениях тензодатчиков, где изменения R 1 , R x равны положи- тельному значению, а изменения R 2 , R 3 равны отрицательному значению, урав- нение 6 принимает вид: (6a) Выбор схемы возбуждения Сопротивления линий возбуждения по-разному влияют на выходные напря- ~ − 12 4 × ∆ ~ − 12 ∆ . жения моста в зависимости от катего- рии, к которой он относится (категория 1 или 2), и используемого источника возбуждения (ток или напряжение). На рис. 6 и 7 показано выходное поведение резистивных мостов категории 2 с од- ним резистором, расположенным в по- ле, подключённым к остальной части моста двумя и тремя проводами соот- ветственно. Ниже приведены выраже- ния выходного напряжения моста при условиях R 1 = R 2 = R 3 = R и R x = ( R +Δ R ). Возбуждение по напряжению равно V 12 , а возбуждение по току I exc , протекающе- му на клемму 1. Схема моста рассматри- вается всё та же, что на рис. 1, при этом не учитываются сопротивления линий выходного напряжения, а R x = ( R + Δ R ). Рис. 1. Уравнения (4-проводная схема категории 1) Напряжение возбуждения V 12 : = 12 2 × (− ∆ (2 +∆ )+ × 4+ ∆ ) . СТА 3/2024 17 www.cta.ru НОУ - ХАУ Рис. 6. Схема «четверть моста» с двухпроводным подключением Рис. 7. Схема «четверть моста» с трёхпроводным подключением Рис. 5. Выходные параметры моста 120 Ω , чёрная линия: выходное напряжение моста 120 Ω , синяя линия: производная выходного сигнала моста от R x Разница в возбуждении моста напряжением и током, В R x , Ом 60 40 80 120 160 200 40 0 –20 20 V ab ( V out ), В Производная от V out , В/Ом R x , Ом 100 112 116 120 124 128 50 –150 –100 0 –9,4 –9,8 –10,6 –11,0 –10,2 Расположено на объекте 2-проводное соединение R1 r r a b Vout = Vab 1 2 R2 Rx R3 b’ Возбуждение Расположено на объекте 3-проводное соединение R1 r r r a b Vout = Vab 1 2 R2 Rx R3 b’ Возбуждение Рис. 4. Выходные параметры моста 120 Ω , красная кривая: напряжение возбуждения 5 В пост. тока, синяя кривая: ток возбуждения 41,67 мА, чёрная кривая: V out (E exc ) – V out (I exc )