CN111060237A - 测力传感器的组桥电路 - Google Patents
测力传感器的组桥电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111060237A CN111060237A CN201911012351.3A CN201911012351A CN111060237A CN 111060237 A CN111060237 A CN 111060237A CN 201911012351 A CN201911012351 A CN 201911012351A CN 111060237 A CN111060237 A CN 111060237A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- compensation
- wheatstone
- bridge
- strain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/225—Measuring circuits therefor
- G01L1/2262—Measuring circuits therefor involving simple electrical bridges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种测力传感器的组桥电路，其特征在于，包括n个惠斯通电桥和n个补偿电路；各个惠斯通电桥均包括m个电阻，m个电阻位于测力传感器的同一根应变梁上；各个惠斯通电桥的电源端与各个补偿电路电连接，各个补偿电路均与供电电源电连接；各个惠斯通电桥的正输出端并联形成S+，各个惠斯通电桥的负输出端并联形成S‑。本发明具有如下有益效果：本发明将应变梁上对称的四个方向上的电阻单独组成一个惠斯通电桥，各个惠斯通电桥单独进行灵敏度补偿，降低了重复性误差和复现性误差。
Description
技术领域
本发明涉及测力传感器技术领域，尤其是涉及一种能够降低测量误差的测力传感器的组桥电路。
背景技术
目前称重和测力领域用到的传感器，多为电阻应变式原理，电阻数量一般为4或者4的倍数，多个电阻组成一个惠斯通电桥，如图1所示，现有的惠斯通电桥是将电阻a1、电阻b1、电阻e1和电阻f1串联成一个桥臂，将电阻c1、电阻d1、电阻g1和电阻h1串联成另一个桥臂放在惠斯通电桥的对边。将电阻a2、电阻b2、电阻e2和电阻f2串联成一个桥臂放在邻边位置，将电阻c2、电阻d2、电阻g2和电阻h2串联成另一个桥臂放在对边，最终在E+和E-上输入供桥电压，一般为10V，则在传感器满载时，S+和S-端输出mV信号，一般为20mV。
本发明专利涉及到的测力传感器，是指一种电阻应变式原理的轮辐结构传感器，应用在测力机上，出于其工作场合和工作性质比较特殊，因此对传感器的各项性能指标也较为严格，其中最重要的两项指标为重复性误差和复现性误差，参考GB/T 13634-2008《单轴试验机检验用标准测力仪的校准》；重复性误差，是指传感器在同一位置，多次施加载荷时，其输出值之间的最大误差值和平均值的比值；复现性误差，是指传感器转动一个位置，一般是指0度、120度、240度三个位置分别施加载荷，其输出值之间的最大误差值和平均值的比值。
按照目前的技术，一般将轮辐结构传感器的剪切梁设计成圆弧结构，贴片位于圆弧梁的最薄处，但是基于现在的划线方式和贴片操作手法问题，很难保证应变计正好位于最薄处，因此每根梁上的应变计采集到的应力是有差异的。因此在组成一个惠斯通电桥输出的情况下，一旦力值加载点出现偏移，极易导致误差的出现。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的容易出现测量误差的不足，提供了一种能够降低测量误差的测力传感器的组桥电路。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种测力传感器的组桥电路，其特征在于，包括n个惠斯通电桥和n个补偿电路；各个惠斯通电桥均包括m个电阻，m个电阻位于测力传感器的同一根应变梁上；各个惠斯通电桥的电源端与各个补偿电路电连接，各个补偿电路均与供电电源电连接；各个惠斯通电桥的正输出端并联形成S+，各个惠斯通电桥的负输出端并联形成S-。
本发明通过将应变梁上对称的四个方向上的电阻单独组成一个惠斯通电桥，再通过补偿电路将各个惠斯通电桥的输出端的输出信号补偿到一致，最后再并联成一路，在标准力机加载下，进行最终补偿。
作为优选，各个补偿电路均包括第一补偿电阻和第二补偿电阻；各个惠斯通电桥的负电压端与各个第一补偿电阻的一端电连接，各个惠斯通电桥的正电压端与各个第二补偿电阻的一端电连接，各个第一补偿电阻的另一端并联形成E-，E-与供电电源的负极电连接，各个第二补偿电阻的另一端并联形成E+，E+与供电电源的正极电连接。
作为优选，所述测力传感器包括n根应变梁，各根应变梁包括2个应变计，各个应变计均包括
个电阻，所述各根应变梁上的m个电阻组成所述惠斯通电桥。
作为优选，各个惠斯通电桥的输出端的输出相同。
作为优选，2个应变计分别位于应变梁的左侧和右侧；
个电阻位于应变计的上部，
个电阻位于应变计的下部。
作为优选，n的取值范围为n≥4。
作为优选，m为4的整数倍。
因此，本发明具有如下有益效果：本发明将应变梁上对称的四个方向上的电阻单独组成一个惠斯通电桥，各个惠斯通电桥单独进行灵敏度补偿，降低了重复性误差和复现性误差。
附图说明
图1是常规惠斯通电桥的一种组桥电路图；
图2是本发明的一种电路图；
图3是本发明的测力传感器的一种弹性体图；
图4是本发明的贴片电阻应变计的一种示意图。
图中：惠斯通电桥1、补偿电路2、应变梁3、第一补偿电阻21、第二补偿电阻22。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：
如图2所示的实施例是一种测力传感器的组桥电路，包括4个惠斯通电桥1和4个补偿电路2；各个惠斯通电桥均包括4个电阻，4个电阻位于测力传感器的同一根应变梁3上；将在一根梁上的四个电阻a1、电阻b1、电阻a2和电阻b2组成惠斯通电桥q1，电阻c1、电阻d1、电阻c2和电阻d2组成惠斯通电桥q2，电阻e1、电阻f1、电阻e2和电阻f2组成惠斯通电桥q3，电阻q1、电阻h1、电阻q2和电阻h2组成惠斯通电桥q4；各个补偿电路均包括第一补偿电阻21和第二补偿电阻22；第一补偿电阻分别为电阻R1’、电阻R2’、电阻R3’和电阻R4’，第二补偿电阻分别为电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；各个惠斯通电桥的正输出端并联形成S+，各个惠斯通电桥的负输出端并联形成S-；各个惠斯通电桥的负电压端与各个第一补偿电阻的一端电连接，各个惠斯通电桥的正电压端与各个第二补偿电阻的一端电连接，各个第一补偿电阻的另一端并联形成E-，E-与供电电源的负极电连接，各个第二补偿电阻的另一端并联形成E+，E+与供电电源的正极电连接。
如图3所示，测力传感器包括4根应变梁3，各根应变梁包括2个应变计，2个应变计分别位于应变梁的左侧和右侧；即为图3中a、b、c、d、e、f、g、h处；如图3和图4所示；各个应变计均包括2个电阻，电阻a1和电阻a2位于a处，电阻a1和电阻a2分别位于应变计的上部和下部；电阻b1和电阻b2位于b处，电阻b1和电阻b2分别位于应变计的上部和下部；电阻c1和电阻c2位于c处，电阻c1和电阻c2分别位于应变计的上部和下部；电阻d1和电阻d2位于d处，电阻d1和电阻d2分别位于应变计的上部和下部；电阻e1和电阻e2位于e处，电阻e1和电阻e2分别位于应变计的上部和下部；电阻f1和电阻f2位于f处，电阻f1和电阻f2分别位于应变计的上部和下部；电阻g1和电阻g2位于g处，电阻g1和电阻g2分别位于应变计的上部和下部；电阻h1和电阻h2位于h处，电阻h1和电阻h2分别位于应变计的上部和下部；各根应变梁上的4个电阻组成所述惠斯通电桥；其中标记为1的阻值减小，标记为2的阻值变大。
本发明通过将应变梁上对称的四个方向上的电阻单独组成一个惠斯通电桥，在测力传感器正常受力的情况下，通过各个补偿电路将各个惠斯通电桥的输出端的输出信号补偿到一致，最后再并联成一路，在标准力机加载下，进行最终补偿；降低了测量误差。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种测力传感器的组桥电路，其特征在于，包括n个惠斯通电桥(1)和n个补偿电路(2)；各个惠斯通电桥均包括m个电阻，m个电阻位于测力传感器的同一根应变梁(3)上；各个惠斯通电桥的电源端与各个补偿电路电连接，各个补偿电路均与供电电源电连接；各个惠斯通电桥的正输出端并联形成S+，各个惠斯通电桥的负输出端并联形成S-。
2.根据权利要求1所述的测力传感器的组桥电路，其特征在于，各个补偿电路均包括第一补偿电阻(21)和第二补偿电阻(22)；各个惠斯通电桥的负电压端与各个第一补偿电阻的一端电连接，各个惠斯通电桥的正电压端与各个第二补偿电阻的一端电连接，各个第一补偿电阻的另一端并联形成E-，E-与供电电源的负极电连接，各个第二补偿电阻的另一端并联形成E+，E+与供电电源的正极电连接。
3.根据权利要求1所述的测力传感器的组桥电路，其特征在于，所述测力传感器包括n根应变梁，各根应变梁包括2个应变计，各个应变计均包括
个电阻，所述各根应变梁上的m个电阻组成所述惠斯通电桥。
4.根据权利要求1所述的测力传感器的组桥电路，其特征在于，各个惠斯通电桥的输出端的输出相同。
5.根据权利要求3所述的测力传感器的组桥电路，其特征在于，2个应变计分别位于应变梁的左侧和右侧；
个电阻位于应变计的上部，
个电阻位于应变计的下部。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的测力传感器的组桥电路，其特征在于，n的取值范围为n≥4。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的测力传感器的组桥电路，其特征在于，m为4的整数倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911012351.3A CN111060237A (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 测力传感器的组桥电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911012351.3A CN111060237A (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 测力传感器的组桥电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111060237A true CN111060237A (zh) | 2020-04-24 |
Family
ID=70297591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911012351.3A Pending CN111060237A (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 测力传感器的组桥电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111060237A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426413A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-17 | 罕王微电子（辽宁）有限公司 | 一种新型压力传感器及设计方法 |
| CN112577531A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-30 | 北京麦格纳材科技有限公司 | 一种磁传感器芯片抗电磁干扰结构及其制备方法 |
| CN112781760A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-11 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | 一种微压传感器 |
| CN114061823A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 杭州电子科技大学温州研究院有限公司 | 一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列及其制备方法 |
| CN114061799A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种惠斯通电桥及多维力传感器 |
| CN114777970A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-07-22 | 电子科技大学 | 高刚度测力刀柄上基于柔性电路板的薄膜应变计电桥电路 |
-
2019
- 2019-10-23 CN CN201911012351.3A patent/CN111060237A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426413A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-17 | 罕王微电子（辽宁）有限公司 | 一种新型压力传感器及设计方法 |
| CN112577531A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-30 | 北京麦格纳材科技有限公司 | 一种磁传感器芯片抗电磁干扰结构及其制备方法 |
| CN112781760A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-11 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | 一种微压传感器 |
| CN114061799A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种惠斯通电桥及多维力传感器 |
| CN114061823A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 杭州电子科技大学温州研究院有限公司 | 一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列及其制备方法 |
| CN114061823B (zh) * | 2021-11-16 | 2024-04-02 | 杭州电子科技大学温州研究院有限公司 | 一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列及其制备方法 |
| CN114777970A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-07-22 | 电子科技大学 | 高刚度测力刀柄上基于柔性电路板的薄膜应变计电桥电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111060237A (zh) | 测力传感器的组桥电路 | |
| CN101532817B (zh) | 电阻应变计及利用电阻应变计改变应力传递方式的传感器 | |
| CN103335699B (zh) | 多量程称重传感器的弹性体结构 | |
| US6888074B2 (en) | Compression column load cell | |
| CN110608837A (zh) | 一种小量程三维传感器及其测试方法 | |
| CN103551922A (zh) | 一种应变式集成化三维车削力传感器 | |
| CN106840481B (zh) | 一种自适应测量的电阻应变片测力方法及*** | |
| CN103196526B (zh) | 具有偏载隔离功能的测力称重传感器及其隔离测量方法 | |
| CN105092121A (zh) | 用于测量刚性管的径向力的方法 | |
| CN108507753A (zh) | 一种三分量光纤天平的输出信号组合方法 | |
| US20160161348A1 (en) | Rod-Shaped Force Transducer With Simplified Adjustment | |
| US4577709A (en) | Weighing scale with a load cell | |
| CN210833946U (zh) | 测力传感器的组桥电路 | |
| CN113155330B (zh) | 一种连续测量轮轨作用力的方法及装置 | |
| CN204758211U (zh) | 力传感器快速校核*** | |
| Dorsey | Homegrown strain-gage transducers: Simple compensation procedures can be used to correct errors in strain-gage transducer bridges | |
| WO2006093943A2 (en) | Compression column load cell | |
| JPH06347284A (ja) | ひずみゲージ式変換器およびひずみゲージ式変換器の初期値変動量検出方法 | |
| CN111780900B (zh) | 一种应变测力传感器 | |
| CN218765715U (zh) | 一种消除方位误差的测力仪 | |
| CN113686537B (zh) | 一种基于音爆试验外式天平的混合式双电桥数据处理方法 | |
| CN220136273U (zh) | 一种单桥弯曲应变片信号处理模块 | |
| CN105547868A (zh) | 基于应力集中原理的落锤结构设计及其测试方法 | |
| CN217083645U (zh) | 一种桥梁应变测试装置 | |
| JPH0125425B2 (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |