Тензорезисторы и мост Уитстона
Цель: Изучить тему «Тензорезисторы и мост Уитстона» и закрепить её практическими заданиями и самопроверкой.
2 акад. часа чтение и разбор теории, решение задач, работа со схемой или виртуальным стендом и проверка понимания.
Основной материал
Strain gauge изменяет электрическое сопротивление при механической деформации. Изменение очень мало, поэтому его удобно включать в Wheatstone bridge. Мост преобразует небольшое изменение сопротивления в дифференциальное напряжение.
Gauge factor
Относительное изменение сопротивления связано с деформацией через коэффициент чувствительности. В практических датчиках несколько тензорезисторов размещают так, чтобы повысить чувствительность и компенсировать температуру.
Применение
Тензорезистивный принцип широко применяется в load cells, датчиках силы и некоторых pressure sensors, где мембрана деформируется под давлением.
Практическая работа
Нарисуйте полный мост с четырьмя плечами и объясните, почему при одинаковом изменении всех сопротивлений от температуры дифференциальный эффект можно уменьшить.
Самопроверка
• Что меняется у strain gauge?
• Для чего нужен Wheatstone bridge?
• Почему сигнал моста мал?
• Как мост помогает температурной компенсации?
• Где применяется тензорезистивный принцип?
Что нужно запомнить
- Strain gauge изменяет электрическое сопротивление при механической деформации.
- Изменение очень мало, поэтому его удобно включать в Wheatstone bridge.
- Мост преобразует небольшое изменение сопротивления в дифференциальное напряжение.
- Относительное изменение сопротивления связано с деформацией через коэффициент чувствительности.
- В практических датчиках несколько тензорезисторов размещают так, чтобы повысить чувствительность и компенсировать температуру.