电阻应变片式传感器的工作原理是什么?

24Frames杂谈 2024-05-16 23:36:01
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电阻应变片是一种常用的应力感应元器件,在电子秤、体脂秤等称重产品中应用比较广泛,如小米和华为的体脂秤都是用电阻应变片来测量的,将重量的变化转化成电阻值的变化,进而转化为电压的变化。将电阻应变片加上合适的结构件外壳后即成为应变感应传感器,应变片的实物图如下图所示。应变片用来设计产品时,为了更加精确的测量电阻的变化,一般会设计一个惠斯通电桥电路,该电路由四个电阻构成,其中三个是参数计算好的定值电阻,另外一个是应变片。电路如下:
在初始状态下,r1r3的乘积与r2r4的乘积相等,所以所检测到的电压差为零。当外界应力发生变化后,应变电阻r4的阻值发生变化,平衡被打破,检测到电压差。假设电压为vcc,流过r1和r2的电流假设是i1,流过r4和r3的电流假设是i2,则电流的计算方法如下:
i1=vcc/(r1+r2),i2=vcc/(r3+r4),
r2两端的电压v1=vcc×r2/(r1+r2);r3两端的电压v2=vcc×r3/(r3+r4);通过以上计算公司得到压差δu=vcc×(r2r4-r3r1)/[(r1+r2)(r3+r4)],
再将δu送入差分放大电路,放大到合适的数值后即可被单片机采样得到,从而计算出重量值,即实现了重量的检测。以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多精彩内容请关注本头条号:玩转嵌入式。感谢大家。 20210311
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