3-х проводные тензодатчики и мосты из пшеничного камня от напольных весов

Я участвую в проекте 4H и собираюсь измерить вес с помощью ульев и пытаюсь найти 3-проводные датчики нагрузки, чтобы сделать это.

У меня есть четыре 3-проводных датчика (датчики нагрузки / тензометры) от одной весы для ванной комнаты (каждый датчик был в углу). Каждый датчик имеет красный, черный и белый провод. Сопротивление между красным проводом и черным или белым проводом составляет 1 кОм. Сопротивление между белым и черным проводами составляет 2 кОм (сопротивление между выводами на моих датчиках нагрузки и каждом из них исчезло с R-> B = 1 кОм, R-> W = 1 кОм, B-> W = 2 кОм).

Из-за этого мне сказали, что каждый трехпроводный датчик нагрузки представляет собой половину моста Уитстона (каждый датчик содержит две ветви сопротивления 1 кОм).

Я могу разобраться с одним приложением из пшеничного камня, но я не понимаю, как будут работать весы, если они сделаны из двух мостов из пшеничного камня. Мой вопрос: если это так, то зачем весам два моста Уитстона (помните, что все четыре 3-проводных датчика пришли от одного веса для ванной комнаты)?

Элементы тензодатчика поставляются с положительно чувствительной к напряжению частью и отрицательно чувствительной к напряжению частью. Если вы аккуратно подключите их, перевернув их так, чтобы чувствительные к напряжению участки конструктивно уравновешивали мост, вы можете использовать все четыре датчика без каких-либо дополнительных резисторов. Ссылка jonk на сообщение в блоге по адресу http://www.nerdkits.com/forum/thread/900/ имеет хороший намек на диаграмму Монго (скопирована ниже), и jonk - user37977 комментарии к ответу jonk также помогают.

По существу, две противоположные по диагонали стороны моста из пшеничного камня образованы элементами положительного напряжения двух датчиков, соединенных последовательно, в то время как две другие стороны моста образованы из двух элементов отрицательного напряжения.

При сжатии на всех датчиках положительного напряжения активные сопротивления уменьшаются, и он выводит мост из равновесия в одну сторону, а при растяжении сопротивления положительного напряжения увеличиваются, а мост выводится из равновесия в другом направлении.

Соедините все четыре датчика в большое кольцо с максимальным сопротивлением, подходящим цветом и изначально игнорируя провода центрального ответвления. Выберите два противоположных центральных ответвления как E + и E-, а оставшиеся два центральных ответвления как S +, S-. Поместите напряжение возбуждения на E + / E- из диаграммы выше и считайте чувствительную к силе разность напряжений на S + / S-.

См. Https://electronics.stackexchange.com/a/75717/30711 для хорошей схемы и 3-проводных нагрузочных ячеек Arduino Leonardo + INA125P - Отклонение / шум аналогового сигнала для монтажной схемы цветных проводов, соединяющихся в мост из пшеничного камня.

Изменить: На самом деле, я не уверен, если три проволочных тензодатчиков OP имеют только один активный тензодатчик, как на диаграмме Монго. Если они похожи на тензодатчик весом 50 кг от https://www.sparkfun.com/products/10245 от SparkFun или от http://www.ebay.com/itm/4pcs-Body-Load-Scale-Weighing-Sensor-Resistance от Ebay -Strain-Half-bridge-Sensors-50kg- / 251873576571 они должны иметь датчик сжатия и растяжения как на верхней поверхности. У сайта Ebay есть диаграмма, похожая на:

... что указывает на положительный тензодатчик на красно-белом и отрицательный на красно-черном. (обратите внимание, что порядок раскраски на этой диаграмме не соответствует порядку раскраски на этой картинке. У меня есть аналогичный датчик с сине-красно-черными цветами, и положительный датчик деформации - правая пара, отрицательный слева.) Поверхность на центральной планке между лицом к лицу, соединенными буквой «Е» в датчике, должна действовать как параллельная планка и имеет участки, находящиеся при сжатии и растяжении, а не только при натяжении. В поперечном сечении калиброванный стержень в центре является своего рода крестовиной в Z-образной пружине. В этом случае штаммы противостоят друг другу, и, если они хорошо изготовлены, уменьшение сопротивления в части с отрицательной деформацией компенсирует увеличение сопротивления в части с положительной деформацией, и полное бело-черное сопротивление должно быть постоянным. По-прежнему необходимо настроить мост так, чтобы делители напряжения двигались в противоположных направлениях с добавленной нагрузкой, и 4 устройства, соединенные в петлю от белого к белому и от черного к черному, должны работать, как указано выше.

Вот схема с датчиками 1-4 в виде G1 G2, G3, G4 в соответствии с приведенными выше характеристиками, применение возбуждения на красных и красных тонах G1 и G3 и считывание сигналов с красных и красных розеток G2 и G4. Датчик G4 немного нагружен некоторой положительной деформацией, увеличивающей сопротивление G4 +, и некоторой отрицательной деформацией, снижающей сопротивление G4 +. В идеале, нагрузка G4 с 25 кг будет производить 0,5 мВ / В, умноженное на его напряжение возбуждения 2,5 В, создавая 1,250 мВ на Sig + / Sig-, растягивая R8 до 1001 Ом и сжимая R7 до 999 Ом, как показано. Можно увеличить чувствительность в 4 раза, увеличив V1 до 20 В (= 2 * 10 В) (схема / симулятор довольно крутая).

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Имея только два устройства, одно должно зацепиться от белого к черному и от черного к белому, создавая напряжение возбуждения между этими двумя соединениями и считывая разницу между красными, поскольку повышенная нагрузка поднимает одну сторону высоко, а другую сторону низко.

Если все полумостовые датчики изменили свое сопротивление одинаково при приложении нагрузки, вы можете видеть, что они могут быть установлены параллельно - эффективное сквозное сопротивление упало бы с 2 кОм до 1 кОм, но это нет последствий для мостовой схемы измерения. Даже если существуют различия в сопротивлении между двумя параллельными устройствами, я бы поспорил на то, что ошибка была незначительной.

Возможно, они использовали два моста из пшеничного камня и два дифференциальных усилителя и суммировали сигналы внутри, чтобы получить среднее значение, но я сомневаюсь в этом, потому что стоимость будет проблемой для них.

Почему они не могли использовать два полумоста и два фиктивных тензодатчика? Вероятно, дешевле и точнее использовать четыре полумоста.

Я думаю, что Омега может обсудить возможное объяснение и схему.

Четыре тензодатчика используются для получения максимальной чувствительности и температурной компенсации. Два датчика обычно находятся на растяжении, а два - на сжатии и подключены с корректировками компенсации, как показано на рис. 7-2 (изд: см. Ниже). Когда применяется вес, деформация пропорционально изменяет электрическое сопротивление датчиков к нагрузке.

Источник от Omega для приведенного выше описания

Я также нашел блог 2010 года, который тоже может помочь.
Блог о взломе трехпроводной шкалы

Как вы выполняете эту работу, превращаете каждый тензодатчик в полный мост из пшеничного камня, используя фиксированные резисторы 1 кОм, чтобы составить вторую половину. Таким образом, весы принимают вес на каждом из четырех углов и складывают их, чтобы получить общий вес на тарелке.