Jump to content

    

Тензометрический мост

Требуется мне собрать простенькое устройство по поддержанию веса. Есть тензометрическая балка и однополярное питание 12В.

Вроде никаких загвоздок не предвидится, но возник вопрос: как правильно запитывать мост? С одной стороны, рекомендуется запитывать стабильным напряжением и даже регламентируется зависимость чувствительности от питающего напряжения, а с другой мне удобнее запитать мост стабильным током и, кажется, вариант ничем не хуже. Из application notes однозначного ответа не получил. Есть ли у кого конкретные рекомендации?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Требуется мне собрать простенькое устройство по поддержанию веса. Есть тензометрическая балка и однополярное питание 12В.

Вроде никаких загвоздок не предвидится, но возник вопрос: как правильно запитывать мост? С одной стороны, рекомендуется запитывать стабильным напряжением и даже регламентируется зависимость чувствительности от питающего напряжения, а с другой мне удобнее запитать мост стабильным током и, кажется, вариант ничем не хуже. Из application notes однозначного ответа не получил. Есть ли у кого конкретные рекомендации?

Это почти одно и то же в данном случае... Если не брать во внимание, что паразитный разогрев в случае питания током будет больше... в принципе. Но, думается, приклеено хорошо к большой балке...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это почти одно и то же в данном случае... Если не брать во внимание, что паразитный разогрев в случае питания током будет больше... в принципе. Но, думается, приклеено хорошо к большой балке...

Да хорошо приклеено, я сам удивился, каким напряжением(током) рекомендуется его питать... А больше ведь не факт, я не стану злоупотреблять...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да хорошо приклеено, я сам удивился, каким напряжением(током) рекомендуется его питать... А больше ведь не факт, я не стану злоупотреблять...

А есть еще более вредный совет - питать импульсами, пока не успевает существенно разогреться.

Но не очень часто. Формулу для мощности сказать? Чувствительность поднять можно, если не нужно очень уж непрерывно...

Share this post


Link to post
Share on other sites
...Есть ли у кого конкретные рекомендации?

Здравствуйте.

Применяю приведенную ниже схему (очень упрощенную). Это не рекомендация, а пример.

tenzo_vishay.rar

AD7798_7799_new.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Очень часто напряжение питания тензобалки (ТБ) заводят (через делители) на вход(ы) Ref АЦП, соответственно, даже при нестабильном напряжении питания ТБ, АЦП измеряет уровень сигнала относительно Ref-а, что повышает точность.

Если кабель к ТБ довольно длинный то полезно применять 6-ти проводное подключение.

Ещё применяют переменное напряжение питания, для уменьшения влияния ухода параметров аналоговой части.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А есть еще более вредный совет - питать импульсами, пока не успевает существенно разогреться.

Но не очень часто. Формулу для мощности сказать? Чувствительность поднять можно, если не нужно очень уж непрерывно...

Спасибо, возьму на заметку - мысль понравилась. Но пока, надеюсь, не понадобится.

 

Здравствуйте.

Применяю приведенную ниже схему (очень упрощенную). Это не рекомендация, а пример.

tenzo_vishay.rar

AD7798_7799_new.pdf

Очень часто напряжение питания тензобалки (ТБ) заводят (через делители) на вход(ы) Ref АЦП, соответственно, даже при нестабильном напряжении питания ТБ, АЦП измеряет уровень сигнала относительно Ref-а, что повышает точность.

Если кабель к ТБ довольно длинный то полезно применять 6-ти проводное подключение.

Ещё применяют переменное напряжение питания, для уменьшения влияния ухода параметров аналоговой части.

Спасибо, понятно. У меня даже AD7730 пару штук есть на такой случай. Но сейчас устройство должно получиться простым, даже примитивным - рассчитываю обойтись инструментальным усилителем, ИОНом и компаратором. Похоже, всё-таки, принципиальной разницы в режимах питания (ток или напряжение) нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
...Если кабель к ТБ довольно длинный то полезно применять 6-ти проводное подключение...

ИМХО, лучше по кабелю передавать уже цифру или усиленный измеряемый сигнал.

 

post-26773-1218793180_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

При питании током может получиться большая(!) температурная погрешность. Это связано с тем, что входное сопротивление тезорезисторных мостов, как правило, возрастает с повышением температуры.

Share this post


Link to post
Share on other sites
При питании током может получиться большая(!) температурная погрешность. Это связано с тем, что входное сопротивление тезорезисторных мостов, как правило, возрастает с повышением температуры.

 

Большая или меньшая - зависит от конкретного датчика. При питании напряжением чувствительность тензомоста как правило падает с ростом температуры. При питании током из-за положительного ТКС тензорезисторов с ростом температуры растет напряжение питания моста и таким образом происходит частичная компентация падения чувствительности. От технологических параметров полупроводника (уровень легирования) зависит степень компенсации, может быть даже перекомпенсация - положительный ТКЧ. В любом случае питание током несколько уменьшает ТКЧ.

По поводу питания импульсами - не советую. При включении питания моста происходят всякие переходные процессы, связанные с токами утечки и еще всякой полупроводниковой фигней. У некоторых производителей (Motorola) выход стабилизируется через десятки минут после подачи питания. Поэтому лучше питать мост непрерывно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
При питании током может получиться большая(!) температурная погрешность. Это связано с тем, что входное сопротивление тезорезисторных мостов, как правило, возрастает с повышением температуры.

Извините, не вижу связи. Температурная зависимость сопротивления, полагаю, одинакова для всех плечей моста и никак не связана со способом его запитки.

 

Большая или меньшая - зависит от конкретного датчика. При питании напряжением чувствительность тензомоста как правило падает с ростом температуры. При питании током из-за положительного ТКС тензорезисторов с ростом температуры растет напряжение питания моста и таким образом происходит частичная компентация падения чувствительности. От технологических параметров полупроводника (уровень легирования) зависит степень компенсации, может быть даже перекомпенсация - положительный ТКЧ. В любом случае питание током несколько уменьшает ТКЧ.

По поводу питания импульсами - не советую. При включении питания моста происходят всякие переходные процессы, связанные с токами утечки и еще всякой полупроводниковой фигней. У некоторых производителей (Motorola) выход стабилизируется через десятки минут после подачи питания. Поэтому лучше питать мост непрерывно.

Полупроводниками, похоже, там и не пахнет. Обычная фольга или даже проволочка.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Извините, не вижу связи. Температурная зависимость сопротивления, полагаю, одинакова для всех плечей моста и никак не связана со способом его запитки.

ТКС примерно одинаков для всех плеч, но выходное дифференциальное напряжение моста прямо пропорционально напряжению питания. При питании напряжением все ОК. При питании током, повышая температуру, получите рост входного сопротивления -> рост напряжения питания (U=IR)-> увеличение измеренного значения веса.

Большая или меньшая - зависит от конкретного датчика.

Согласен. Я имел ввиду именно эту балку - производитель не случайно указывает способ питания.

Полупроводниками, похоже, там и не пахнет. Обычная фольга или даже проволочка

Покопайте поглубже. Где-то должна быть структура Кремний На Сапфире и чт. подобное.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ТКС примерно одинаков для всех плеч, но выходное дифференциальное напряжение моста прямо пропорционально напряжению питания. При питании напряжением все ОК. При питании током, повышая температуру, получите рост входного сопротивления -> рост напряжения питания (U=IR)-> увеличение измеренного значения веса.
Не думаю, что увеличение (в разумном диапазоне температур, разумеется) будет иметь сколько-нибуть значимую величину. Ведь даже для полного моста выходное напряжение составит U=(Ub/R)dR, (а для полумоста U=(Ub/2R)dR) и увеличение общего сопротивления (при питании током) приводит и к увеличению числителя (напряжения питания моста Ub), и знаменателя R. (Ток остаётся неизменным). При типичной чувствительности мостов в единицы милливольт на вольт величина dR составляет тысячные доли R и его температурное изменение незначительно. Существуют оба способа питания мостов и явного преимущества одного перед другим как-то не заметно.

Согласен. Я имел ввиду именно эту балку - производитель не случайно указывает способ питания.
В том-то и дело, что прямого указания на способ питания именно этой конкретной балки я в документации не обнаружил.

Покопайте поглубже. Где-то должна быть структура Кремний На Сапфире и чт. подобное.

Существуют, конечно. Но, по всем признакам, этот тип - "металлический"...

Share this post


Link to post
Share on other sites

При воздействии температуры dR изменится в процентном соотношении так же, как и R, то есть величина dR/R останется постоянной. Значит и напряжение питания следует сделать независимым от температуры.

Возможно это не Ваш случай. Если ТКС мал, то подойдут оба способа питания. Если ТКС большой и, к тому же, имеется большое снижение чуствительности к деформации с ростом температуры, то питание током. Последний случай типичен для преобразователей веса/давления на КНС, но все зависит от технологий изготовления.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Уважаемый Herz, здравствуйте.

Имею в этой области большой опыт, нужна ли ещё помощь?

С уважением Сергей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this