调平衡电路
由于电桥电阻的初始电阻值不完全相同,再加上连接导线电阻的串入,在未感受应变时,电桥存在初始不平衡,如果太严重将占据仪器的动态范围,影响仪器的正常工作。仪表放大器除了对微弱的信号进行线性放大,还担负着匹配和抗共模干扰的任务,因此,要求仪表放大器具有高共模抑制比、高速度、宽频带、高精度、高输入阻抗、低输出阻抗、低噪音。
自动调平电路由X9C103、全桥电路以及附加适当的门电路组成。
本文设计的应变测量电桥由工作电阻应变片、温度补偿电阻应变片和两个与所选电阻应变片阻值相等的精密电阻组成。但由于这四个电阻的初始电阻值不完全相同,再加应变片与测量电路之间需要用导线连接,由于导线本身存在一定的电阻,而且它和电阻应变片串联在测量电路的桥臂上,所以导线的电阻也是桥臂电阻的一部分,但它本身不参加变形。在未感受应变时,使电桥存在初始的不平衡。如果此初始不平衡太严重,测量结果将存在一定的误差。为了提高测量精度,有必要对初始电阻及导线引起的误差进行修正。
电阻平衡调节电路如图2所示。
如图1所示,平衡电路由固定电阻Rb和电位器Ra组成。其中心抽头将Ra分成xRa和(1-x)Ra两部分。如图2所示,x可从0变化到1,当x=0时电位器的抽头连接到C点,使得Rb和R2 并联。当x=1时电位器的抽头连接到A点,使得Rb和R1 并联。
图1 电桥调平电路
仪表放大电路
在大多数仪器和测量装置中,电桥的输出端接到放大器的输入端,因现代集成放大器的输入阻抗往往在10MΩ以上。在这种接法中,电桥的输出电流小到可以忽略不计,可以认为电桥的输出对角是开路的。