CN210833946U - 测力传感器的组桥电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型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‑。本实用新型具有如下有益效果：本实用新型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

测力传感器的组桥电路

技术领域

本实用新型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。

本实用新型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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型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-。

本实用新型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，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型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是本实用新型的一种电路图；

图3是本实用新型的测力传感器的一种弹性体图；

图4是本实用新型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实用新型做进一步描述：

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。

本实用新型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实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，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。

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