Die Dehnungsmessstreifenelemente haben einen positiv spannungsempfindlichen Teil und einen negativ spannungsempfindlichen Teil. Wenn Sie sie sorgfältig verkabeln, indem Sie sie umdrehen, damit die spannungsempfindlichen Teile die Brücke konstruktiv aus dem Gleichgewicht bringen, können Sie alle vier Sensoren ohne zusätzliche Widerstände verwenden. jonks Link zum Blog-Beitrag unter http://www.nerdkits.com/forum/thread/900/ enthält einen guten Hinweis auf Mongos Diagramm (unten kopiert), und die Kommentare von jonk - user37977 zu jonks Antwort helfen ebenfalls.
Grundsätzlich werden zwei diagonal gegenüberliegende Seiten einer Weizensteinbrücke durch die Elemente mit positiver Dehnung von zwei in Reihe geschalteten Messgeräten gebildet, während die beiden anderen Seiten der Brücke aus den beiden Elementen mit negativer Dehnung gebildet werden.
Durch die Kompression aller Sensoren für positive Dehnung werden die aktiven Widerstände verringert, und die Brücke wird in eine Richtung aus dem Gleichgewicht gebracht. Unter Spannung erhöhen sich die Widerstände bei positiver Dehnung und ziehen die Brücke in die andere Richtung aus dem Gleichgewicht.
Verdrahten Sie alle vier Sensoren in einem großen Ring mit maximalem Widerstand, passenden Farben und ignorieren Sie zunächst die mittleren Abzweigdrähte. Wählen Sie zwei gegenüberliegende Mittelabgriffe als E + und E- und die verbleibenden zwei Mittelabgriffe als S +, S-. Legen Sie die Erregerspannung an E + / E- aus dem obigen Diagramm und lesen Sie eine kraftempfindliche Spannungsdifferenz über S + / S- ab.
Unter /electronics//a/75717/30711 finden Sie einen guten Schaltplan und Arduino Leonardo + 3-Draht-Wägezellen + INA125P - Analoges Signal Bounce / Noise für ein Schaltbild der farbigen Drähte, die zu einer Wheatstone-Brücke kombiniert werden.
Bearbeiten: Eigentlich bin ich mir nicht sicher, ob die drei Drahtwägezellen von OP nur einen aktiven Dehnungsmessstreifen haben, wie in Mongos Diagramm. Wenn sie wie die 50-kg-Wägezelle von SparkFuns https://www.sparkfun.com/products/10245 oder Ebays http://www.ebay.com/itm/4pcs-Body-Load-Scale-Weighing-Sensor-Resistance sind -Strain-Halbbrücken-Sensoren-50kg- / 251873576571 Sie haben möglicherweise eine Druck- und Zuglehre auf der Oberseite. Die Ebay-Site hat ein Diagramm wie:
... was einen positiven Dehnungsmesser auf dem Rot-Weiß und eine negative Dehnung auf dem Rot-Schwarz anzeigt. (Beachten Sie, dass die Farbreihenfolge in diesem Diagramm nicht mit der Farbreihenfolge in diesem Bild übereinstimmt. Ich habe ein ähnliches Messgerät mit blau-rot-schwarzen Farben, und der positive Dehnungsmessstreifen ist das rechte Paar, links negativ.) Das Messgerät Die Oberfläche der Mittelstange zwischen den von Angesicht zu Angesicht gekoppelten E im Sensor sollte wie eine Parallelstange wirken und Teile aufweisen, die unter Druck und unter Spannung stehen und nicht nur unter Spannung. Im Querschnitt ist der Messstab in der Mitte eine Art Querstück in einer Z-förmigen Feder. In diesem Fall stehen sich die Stämme gegenüber und, wenn sie gut hergestellt sind, Die Verringerung des Widerstands im negativen Dehnungsabschnitt gleicht die Widerstandszunahme im positiven Dehnungsabschnitt aus, und der gesamte Weiß-Schwarz-Widerstand sollte konstant sein. Die Brücke muss noch so eingerichtet werden, dass sich die Spannungsteiler bei zusätzlicher Last in entgegengesetzte Richtungen bewegen, und 4 Geräte, die in einer Weiß-Weiß- und einer Schwarz-Schwarz-Schleife verdrahtet sind, sollten wie oben funktionieren.
Hier ist ein Schema mit den Anzeigen 1 bis 4 als G1, G2, G3, G4 gemäß den obigen Spezifikationen, wobei eine Anregung auf die Rottöne G1 und G3 angewendet und die Signale von den Rottönen G2 und G4 abgelesen werden. Das G4-Messgerät ist etwas belastet, wobei eine positive Dehnung den G4 + -Widerstand erhöht und eine negative Dehnung den G4- -Widerstand verringert. Idealerweise würde das Laden von G4 mit 25 kg das 0,5 mV / V-fache seiner 2,5 V-Erregerspannung erzeugen, 1,250 mV über Sig + / Sig- erzeugen und R8 auf 1001 Ohm dehnen und R7 wie gezeigt auf 999 Ohm komprimieren. Man könnte die Empfindlichkeit um den Faktor 4 erhöhen, indem man V1 auf die 20V (= 2 * 10V) -Spezifikation erhöht (Die Schaltplan- / Simulatorsache ist ziemlich cool.)
simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab
Mit nur zwei Geräten sollte man Weiß-Schwarz und Schwarz-Weiß einhaken, eine Erregerspannung zwischen diesen beiden Übergängen anlegen und die Unterschiede zwischen den Rottönen ablesen, wenn eine erhöhte Last eine Seite hoch und die andere Seite niedrig zieht.
