Мостовые схемы включения датчиков
Для изменения характеристик датчиков они могут включаться в состав устройств предварительной обработки сигналов. Например, требуется получить реверсивную характеристику датчика с нереверсивным чувствительным элементом. Чаще всего такие устройства имеют мостовую схему. Свойства мостовых схем рассмотрим на примере резистивных датчиков, у которых входное воздействие изменяет сопротивление резисторов. На рис. 1.6 изображена мостовая схема, в плечи которых включены резисторы R 1… R 4. На одну диагональ моста подаётся напряжение V П. Выходное напряжение V О снимается с другой диагонали.
Рис. 1.6
Если R 1/ R 4= R 2/ R 3, то V О=0. Такое состояние моста называют сбалансированным. Обычно для балансировки моста выбирают R 1= R 2= R 3= R 4= R. Если некоторые резисторы – чувствительные элементы, т.е. их сопротивление (R ±Δ R) изменяется под действием внешних воздействий. Баланс моста нарушается и по величине выходного напряжения V О можно судить о величине этого воздействия. На рис. 1.7 приведены варианты измерительных мостов.
Рис. 1.7 Выходное напряжение в схеме рис.1.7а
Мостовая схема вносит дополнительную нелинейность. Определим отклонение реальной характеристики от линейной
Учитывая, что Δ R < < R, оценим величину нелинейности
Для схемы рис.1.7б определим функцию преобразования и нелинейность, как
В сравнении с предыдущей схемой, получаем удвоенный коэффициент передачи при такой же нелинейности. Для построения схем рис. 1.7в и рис. 1.7г чувствительные элементы имеют передаточные коэффициенты с разными знаками. Выходные сигналы в схемах рис. 1.7в, г соответственно определяются выражениями
Очевидно, что дополнительной нелинейности эти схемы не вносят.
|
.
.
.
.
;
