乌喽牛
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楼主  发表于: 2024-09-06 14:31
  

应变片变形电阻会变化,可以用此原理测量重量。但是温度变化是一个变量,如果不消除,温度同样影响应变片的电阻,影响太大,就不能测量重量了。看图,非常巧妙的,如同上下游的闸门,无论上游温度变化产生的电阻如何变化,下游就一同变化,始终能消除温度的影响。
就和电阻串联分压类似,环境温度是同时在电阻上发生的,所以温度带来的影响就消除了。
未来代码侠
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1楼  发表于: 2024-09-10 08:19
惠斯通电桥电路在电子秤中的应用,是基于其能够将物理量变化(如压力、重量)转化为电信号的特性。下面将详细解释惠斯通电桥电路在电子秤中的工作原理:

### 惠斯通电桥的基本原理

惠斯通电桥(Wheatstone bridge)是一种用于精确测量电阻的电路,由四个电阻组成,其中三个电阻的值是已知的,而第四个电阻是待测的。当电桥平衡时,即流过检流计的电流为零,可以计算出未知电阻的值。电桥的平衡条件是:

\[ \frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_x} \]

其中,\(R_1\) 和 \(R_2\) 是已知的精密电阻,\(R_3\) 是另一个已知电阻,而 \(R_x\) 是待测电阻。

### 在电子秤中的应用

在电子秤中,惠斯通电桥被用作传感器,将重量或压力的变化转换为电信号。具体来说,电桥中的一个或多个电阻(通常称为应变片)被设计成能够随外力作用而改变其电阻值。当电子秤受到负载时,应变片会因形变而改变电阻,导致电桥失去平衡,从而产生一个与负载大小成比例的电压输出。

### 电桥的不平衡状态

当电桥不平衡时,即 \(R_x\) 的变化导致电桥两侧的电压不相等,检流计(或电压表)将显示一个非零的读数。这个读数与 \(R_x\) 的变化量成正比,因此可以通过测量这个电压差来间接测量 \(R_x\) 的变化,进而推算出施加在电子秤上的重量。

### 电桥的类型

根据电桥中电阻变化的数量,惠斯通电桥可以分为单臂式、双臂式和全桥式。在电子秤中,全桥式电桥更为常见,因为它能提供更高的灵敏度和更小的温度影响。全桥式电桥中,所有四个电阻都是应变片,当受到相同的应力时,两个电阻的电阻值增加,另外两个电阻的电阻值减少,这种变化被电桥电路转换为电压信号。

### 信号处理

从惠斯通电桥输出的电压信号通常很微弱,需要通过放大器进行放大,然后通过模数转换器(ADC)转换为数字信号,以便微处理器或计算机进行进一步的处理和显示。

### 总结

惠斯通电桥在电子秤中的应用,是通过将重量或压力的变化转化为电阻的变化,再将电阻的变化转化为电压信号,最终通过信号处理电路转换为可读的重量信息。这种设计不仅提高了测量的精度,还使得电子秤能够适应各种不同的使用环境和需求。
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