增加电阻应变片电桥测量系统灵敏度

电阻应变片的测量电路
电阻应变片测量电路通常分直流电桥和交流电桥，主要的性能指标是非线性、 灵敏度和负载特性。
(l)直流电压源单臂桥。如图5一12所示为直流电压源单臂桥的基本电路，电 压输出表示为B凡忽略温度对电阻的影响，若Rl、尺:}补\_义夕}! 和R;的阻值固定，R:没有应变时能使电}、‘一一一弓一一一一曰 桥达到平衡，输出电压Uo为零，可得出!—一一州卜—一一J 电压的平衡条件，即
RIR4一凡凡(5一30)图5一12直流电压源单臂桥的基本电路
应变片工作时.由于电阻值变化很小，电桥相应输出电压也很小，一般需要加 人放大器进行放大。由于放大器的输人阻抗比桥路输出阻抗高很多，所以此时仍视 电桥为开路。
当受应变时，若应变片电阻变化为△尺，其他桥臂固定不变，电桥输出电压 Uo举O，则电桥不平衡，设桥臂比n=RZ/R:，平衡条件尺2/R，二R‘/R:，则 通过分析可以得出:电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压，但供电电压的提高 受到应变片允许功耗的限制;电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值，:的函数，选择合适 的桥臂比n的值，使电桥具有较高的电压灵敏度。
由a Ku/an可以求出Ku的最大值，解得n=1时Ku最大，即在桥电压确定 后，当尺;=R:=R3=尺;时，电桥电压灵敏度最高，此时有
 可以看出，当电源电压E和电阻相对变化量△尺1/R，一定时，电桥的输出电压 及其灵敏度也是定值。
在以上的分析过程中，都是假设应变片的参数变化很小，而且可以忽略△尺，/ 尺，，这是理想状态。而实际中的叫和砍l/R;是非线性的，非线性误差为 对于一般应变片，应变￡通常在500如以下，若Ku=2，则研，/R，=K:= 0.01，计算非线性误差为0.5%;若KU=130，。=100如，从l/R，=K:二0.150 则非线性误差为6%，不能满足测量要求时，必须予以消除。

由题意可知：R=120Ω,K=2,K是电阻丝灵敏系数.ε=800um/m金属电阻丝有如下关系△R/R≈k×ε
∴△R/R≈k×ε=2×800um/m=1.6mΩ/Ω
∴△R= R×1.6mΩ/Ω=120Ω×1.6mΩ/Ω=192mΩ=0.192Ω
若用电桥测量电路U=4V,对于单臂电桥有输出电压关系为Uo=U(△R/R)/4
Uo=U(△R/R)/4=4V×1.6mΩ/Ω/4 =1.6mV
当输出U0降至1mv时,根据Uo= U(△R/R)/4可求得
△R/R=4Uo/U=4×1mV/4V=1mΩ/Ω,
此时应变值△R= R×1mΩ/Ω=120Ω×1mΩ/Ω=0.12Ω
电桥灵敏度为:Ku=Uo/△R/R ——电阻单位相对变化所引起的电桥输出电压值,此值越大说明电桥越灵敏,可以理解为应变电阻很微小的变化引起的电桥输出电压是大还是小,自然越大越灵敏啊.

19664869737：...就企图在工作电桥上增加电阻应变片数来提高灵敏度。
翁贫翔 ：答：并联。灵敏度不够是因为难以分辨相邻的两个电流值，在电压不变的情况下，并联应变片可以使电流变为原来的二倍，这样就比较好分辨，灵敏度提高一倍。并联。并联会使电阻降低，这样会使应变仪对电流更敏感。

19664869737：如何提高电阻应变片测量电路的输出电压的灵敏度和线性度
翁贫翔 ：答：电阻应变片测量电路通常分直流电桥和交流电桥，主要的性能指标是非线性、 灵敏度和负载特性。(l)直流电压源单臂桥。如图5一12所示为直流电压源单臂桥的基本电路，电 压输出表示为B凡忽略温度对电阻的影响，若Rl、尺:}补\_义夕}! 和R;的阻值固定，R:没有应变时能使电}、‘一一一弓一一一一曰 桥...

19664869737：...于是试图在工作电桥上增加电阻应变片以提高灵敏度。
翁贫翔 ：答：因为并联电阻可以减小总电阻的大小，流过电阻的电流就会增大，因此提高了电阻应变仪的灵敏度。

19664869737：应变电阻 灵敏度 电桥电路
翁贫翔 ：答：电桥灵敏度为:Ku=Uo/△R/R --电阻单位相对变化所引起的电桥输出电压值，此值越大说明电桥越灵敏，可以理解为应变电阻很微小的变化引起的电桥输出电压是大还是小，自然越大越灵敏啊。

19664869737：电阻应变片灵敏系数是多少?
翁贫翔 ：答：灵敏度k=ΔU/ΔX=(300×10^3)/5×10^(-3)=60。灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。

19664869737：...电阻应变仪时,灵敏度不够,在电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度...
翁贫翔 ：答：不可.增加串连应变片数不能提高灵敏度.电桥的输出也不会增大.

19664869737：电阻应变片是传感器测量转换电桥有哪几种工作方式分别推导其电压灵敏...
翁贫翔 ：答：电阻应变片在传感器测量转换电桥中有四种工作方式，分别是全桥、半桥、四分之一桥和八分之一桥。这些工作方式的电压灵敏度分别为：$S_{V}=\frac{\Delta V}{V_{exc}}=\frac{\Delta R}{R}\cdot K_{V}$（全桥）、$S_{V}=\frac{\Delta V}{V_{exc}}=\frac{\Delta R}{2R}\cdot ...

19664869737：电阻应变片的灵敏度系数是如何测量的?
翁贫翔 ：答：dR/R=Ks*ε 其中，Ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显著与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系，这就是利用金属应变片来测量...

19664869737：增加电阻应变片电桥测量系统灵敏度
翁贫翔 ：答：使用全桥电路，或者减少应变梁厚度。

19664869737：电阻应变片通常需要采用电桥测量电路将电阻的变化转换成电压的变化...
翁贫翔 ：答：全桥灵敏度最高了：D 若单臂电桥的灵敏度为：1 那么半桥灵敏度为：2 全桥的灵敏度为：4 答案：D