 |
Компенсация сопротивлений соединительных проводов
|
|
|
|
Резистивный датчик, например термометр сопротивления R т, может включаться в мостовую схему с помощью двух или трех проводов. Преимущество двухпроводной схемы (рис.) в том, что для подключения датчика требуются всего два проводника. Однако при двухпроводной линии сопротивление r л.с соединительных проводников (и его изменения при колебаниях температуры окружающей среды) прямо входит в результат измерения. В нулевой точке диапазона измерения влияние подводящих проводов легко компенсируется. Однако температурные приращения сопротивлений подводящих проводов складываются с приращением сопротивления датчика и вносят дополнительную погрешность. Вследствие этого, двухпроводная схема применима при длине линии не более нескольких метров.
Для исключения влияния вариаций сопротивлений подводящих проводов применяют трехпроводную и четырехпроводную схемы включения резистивных датчиков.
Рис. Включение термометра сопротивления в мостовую
схему по двухпроводной схеме
Рис. Схемы включения термометра сопротивления:
а – трехпроводная; б – четырехпроводная
В трехпроводной схеме (рис., а) сопротивления проводов r л.с оказываются включенными в соседние плечи моста. В этом случае при равновесии мостовой схемы выполняется соотношение
(R т + r л.с) R 2 = R 1(R 3 + r л.с).
При R 1 = R 2 и R т = R 3 мост сбалансирован и результат измерения будет определяться только температурой и не будет зависеть от значения сопротивлений r л.с. Сопротивление проводника r л.с в цепи индикатора И значения не имеет, так оно на несколько порядков меньше, чем входное сопротивление индикатора. Если измерение проводится методом уравновешивания моста с помощью плеча R 3, то ток в цепи индикатора отсутствует и влияние проводника r л.с в цепи индикатора сведено к нулю.
|
|
|
Применяются также четырехпроводное включение (рис., б). Правда, это уже не мостовая схема. В основе такого измерителя источник известного постоянного тока I 0, который протекает через сопротивление R т. При этом сопротивления соединительных проводников и их изменения практически не влияют на значение тока I 0 и, следовательно, на результат измерения. Вольтметром V (с большим входным сопротивлением) измеряется падение напряжения собственно на сопротивлении R т.
Метод измерения отношения
На рис. 2 показана схема мостового датчика, в которой производится измерение отношения сигналов. Здесь в качестве опорного напряжения АЦП используется источник питания датчика. Выходной код АЦП DOUT будет представлять собой отношение сигналов на входе AIN и на входе VREF. Поэтому изменение напряжения питания датчика будет компенсировано за счет точно такого же изменения опорного напряжения АЦП. По этой причине для достижения высокой точности измерений не требуется точный и стабильный источник образцового напряжения.
Рис. 2. Схема подключения мостовой схемы к АЦП
при измерении отношения сигналов
Генераторные схемы
Принцип построения генераторных схем основывается на изменении выходной частоты генератора при влиянии измеряемой величины на датчик, включенный в схему регулирования выходной частоты генератора. Полезная информация в этом случае содержится в изменении частоты синусоидального сигнала либо прямоугольных импульсов. Частотный сигнал легко обрабатывается и отличается высокой помехоустойчивостью.
Измерение перемещения
Датчик перемещения предназначенный для определения линейного или углового механического перемещения какого-либо объекта. Датчики перемещения можно разделить на две основных категории – датчики линейного перемещения и датчики углового перемещения (энкодеры).
|
|
|
По принципу действия датчики линейного перемещения могут быть:
- емкостными;
- оптическими;
- индуктивными;
- вихретоковыми;
- ультразвуковыми;
- магниторезистивными;
- потенциометрическими;
- магнитострикционными;
- на основе эффекта Холла.
|
|
|
