Расчет параметров измерительного моста

13.06.2016, 10:21. **Показов** 7791. **Ответов** 4

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Доброго времени.
Рассчитываю измерительный мост по четверть мостовой схеме, в одном из плеч которого находится платиновый терморезистор (сопротивление растет с ростом температуры). Источником возбуждения является постоянное напряжение 5В. Мост уравновешен на 10 градусах цельсия (уравновешиваю потенциометром R3), когда его сопротивление приблизительно равно 3.2 кОм. Рабочий диапазон измерения температуры от 10 до 30 градусов цельсия, в этих пределах сопротивление меняется от 3.2кОм до 3.5кОм, а падение напряжения на терморезисторе (рассчитываю по формуле как на картинке) меняется от 0 до 80мВ. Терморезистор удален от моста на пару метров, в связи с чем применяю трехпроводную схему подключения чтобы избавиться от сопротивлений соединительных проводов. Собственно вопрос который меня мучает: как рассчитать ток, потребляемый мостом ? Хочу поставить ИОН для питания АЦП и моста, нужно знать какой ток нужен. Так же есть вопрос собственно по выбору номиалов резисторов, какие соотношения резисторов рекомендуются в измерительном мосту и почему.
PS: полярность подключения к АЦП у меня правильная ?

@UmКиЙF · 13.06.2016, 10:58

Сообщение от otix-sm

а падение напряжения на терморезисторе (рассчитываю по формуле как на картинке) меняется от 0 до 80мВ.

Падение напряжения на терморезисторе не может быть ноль. Это бы значило, что ток через него не течёт. В этой схеме всегда на нём будет падать около 2,5В. Формула, наверное, для выходного напряжения.

Сообщение от otix-sm

PS: полярность подключения к АЦП у меня правильная ?

Нет.

Сообщение от otix-sm

Собственно вопрос который меня мучает: как рассчитать ток, потребляемый мостом ?

I=(Uion/(R2+R4))+(Uion/(R1+R3+RK1))

Сообщение от otix-sm

Так же есть вопрос собственно по выбору номиалов резисторов, какие соотношения резисторов рекомендуются в измерительном мосту и почему.

Выбор номиналов, - это компромисс по многим параметрам. Например R1+R3 не должны быть существенно отличаться от RK1. Иначе получаем меньше полезный сигнал на выходе моста. Плюс нужно прикинуть мощность саморазогрева терморезистора от возбуждающего тока.
Ограничение на номиналы сверху - малое изменение выходного напряжения в рабочем диапазоне. Чувствительность к помехам.
Советы.
Используйте для питания моста не стабильное напряжение, а стабильный ток. (Хотя, всё зависит от требуемой точности).
Подстроечный резистор переставьте к R2 или R4. Будет легче при настройке.
Что мешает смоделировать схему на компьютере ?

13.06.2016, 12:41

Сообщение от UmКиЙF

I=(Uion/(R2+R4))+(Uion/(R1+R3+RK1))

По вашей формуле получается что при нулевом режиме (температура 10, сопротивление 3.2 кОм) мост потребляет 1.6 мА, а при максимальной расбалансировке (30 градусов, сопротивление 3.5 кОм) мост потребляет 1.58 мА.

Сообщение от UmКиЙF

Используйте для питания моста не стабильное напряжение, а стабильный ток. (Хотя, всё зависит от требуемой точности).

Точность нужна большая, соответственно нужно регистрировать малые изменения напряжений. По моей задумке будет 2 измерительных моста, по одному терморезистору в каждом. Мосты питаются от одного ИОН-а, который так же является источником для опорного напряжения АЦП.

Сообщение от UmКиЙF

Что мешает смоделировать схему на компьютере ?

Не подумал об этом, спасибо за идею.

@UmКиЙF · 13.06.2016, 13:04

Подавать с моста сигнал непосредственно на АЦП плохо. Если, конечно, нет встроенного усилителя. Диапазон изменения входного сигнала ацп должен быть от 0 до Uion. (Для некоторых ацп до Uion/2. Читайте справку на ваш ацп.) Иначе - недоиспользуете разрешение ацп и, как следствие, точность будет никакая.

С ион непосредственно питать внешние цепи с длинными проводами - ловить помехи. Используйте буфер.

13.06.2016, 13:10

Сообщение от UmКиЙF

Подавать с моста сигнал непосредственно на АЦП плохо. Если, конечно, нет встроенного усилителя. Диапазон изменения входного сигнала ацп должен быть от 0 до Uion. (Для некоторых ацп до Uion/2. Читайте справку на ваш ацп.) Иначе - недоиспользуете разрешение ацп и, как следствие, точность будет никакая.

С ион непосредственно питать внешние цепи с длинными проводами - ловить помехи. Используйте буфер.[/quote]
Я использую АЦП со встроенным усилителем, для усиления моего максимума (80 мВ) до 5 В применяю усиление в 60 раз.

Сообщение от UmКиЙF

С ион непосредственно питать внешние цепи с длинными проводами - ловить помехи. Используйте буфер.

Для избавления от помех я использую многослойный экранированный кабель. Или есть другие подводные камни ?

otix-sm
		1
	Расчет параметров измерительного моста 13.06.2016, 10:21. Показов 7791. Ответов 4 Метки нет (Все метки) Доброго времени. Рассчитываю измерительный мост по четверть мостовой схеме, в одном из плеч которого находится платиновый терморезистор (сопротивление растет с ростом температуры). Источником возбуждения является постоянное напряжение 5В. Мост уравновешен на 10 градусах цельсия (уравновешиваю потенциометром R3), когда его сопротивление приблизительно равно 3.2 кОм. Рабочий диапазон измерения температуры от 10 до 30 градусов цельсия, в этих пределах сопротивление меняется от 3.2кОм до 3.5кОм, а падение напряжения на терморезисторе (рассчитываю по формуле как на картинке) меняется от 0 до 80мВ. Терморезистор удален от моста на пару метров, в связи с чем применяю трехпроводную схему подключения чтобы избавиться от сопротивлений соединительных проводов. Собственно вопрос который меня мучает: как рассчитать ток, потребляемый мостом ? Хочу поставить ИОН для питания АЦП и моста, нужно знать какой ток нужен. Так же есть вопрос собственно по выбору номиалов резисторов, какие соотношения резисторов рекомендуются в измерительном мосту и почему. PS: полярность подключения к АЦП у меня правильная ?

@UmКиЙF 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.02.2015 Сообщений: 200
	13.06.2016, 10:58	2
	Сообщение от otix-sm а падение напряжения на терморезисторе (рассчитываю по формуле как на картинке) меняется от 0 до 80мВ. Падение напряжения на терморезисторе не может быть ноль. Это бы значило, что ток через него не течёт. В этой схеме всегда на нём будет падать около 2,5В. Формула, наверное, для выходного напряжения. Сообщение от otix-sm PS: полярность подключения к АЦП у меня правильная ? Нет. Сообщение от otix-sm Собственно вопрос который меня мучает: как рассчитать ток, потребляемый мостом ? I=(Uion/(R2+R4))+(Uion/(R1+R3+RK1)) Сообщение от otix-sm Так же есть вопрос собственно по выбору номиалов резисторов, какие соотношения резисторов рекомендуются в измерительном мосту и почему. Выбор номиналов, - это компромисс по многим параметрам. Например R1+R3 не должны быть существенно отличаться от RK1. Иначе получаем меньше полезный сигнал на выходе моста. Плюс нужно прикинуть мощность саморазогрева терморезистора от возбуждающего тока. Ограничение на номиналы сверху - малое изменение выходного напряжения в рабочем диапазоне. Чувствительность к помехам. Советы. Используйте для питания моста не стабильное напряжение, а стабильный ток. (Хотя, всё зависит от требуемой точности). Подстроечный резистор переставьте к R2 или R4. Будет легче при настройке. Что мешает смоделировать схему на компьютере ? 0

otix-sm
	13.06.2016, 12:41	3
	Сообщение от UmКиЙF I=(Uion/(R2+R4))+(Uion/(R1+R3+RK1)) По вашей формуле получается что при нулевом режиме (температура 10, сопротивление 3.2 кОм) мост потребляет 1.6 мА, а при максимальной расбалансировке (30 градусов, сопротивление 3.5 кОм) мост потребляет 1.58 мА. Сообщение от UmКиЙF Используйте для питания моста не стабильное напряжение, а стабильный ток. (Хотя, всё зависит от требуемой точности). Точность нужна большая, соответственно нужно регистрировать малые изменения напряжений. По моей задумке будет 2 измерительных моста, по одному терморезистору в каждом. Мосты питаются от одного ИОН-а, который так же является источником для опорного напряжения АЦП. Сообщение от UmКиЙF Что мешает смоделировать схему на компьютере ? Не подумал об этом, спасибо за идею.

@UmКиЙF 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.02.2015 Сообщений: 200
	13.06.2016, 13:04	4
	Подавать с моста сигнал непосредственно на АЦП плохо. Если, конечно, нет встроенного усилителя. Диапазон изменения входного сигнала ацп должен быть от 0 до Uion. (Для некоторых ацп до Uion/2. Читайте справку на ваш ацп.) Иначе - недоиспользуете разрешение ацп и, как следствие, точность будет никакая. С ион непосредственно питать внешние цепи с длинными проводами - ловить помехи. Используйте буфер. 0

otix-sm
	13.06.2016, 13:10	5
	Сообщение от UmКиЙF Подавать с моста сигнал непосредственно на АЦП плохо. Если, конечно, нет встроенного усилителя. Диапазон изменения входного сигнала ацп должен быть от 0 до Uion. (Для некоторых ацп до Uion/2. Читайте справку на ваш ацп.) Иначе - недоиспользуете разрешение ацп и, как следствие, точность будет никакая. С ион непосредственно питать внешние цепи с длинными проводами - ловить помехи. Используйте буфер.[/quote] Я использую АЦП со встроенным усилителем, для усиления моего максимума (80 мВ) до 5 В применяю усиление в 60 раз. Сообщение от UmКиЙF С ион непосредственно питать внешние цепи с длинными проводами - ловить помехи. Используйте буфер. Для избавления от помех я использую многослойный экранированный кабель. Или есть другие подводные камни ?