差动半桥差动全桥课件.ppt
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- 差动 课件
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1、1、输入输出接口设计:体积和物理接口形式(1)应变检测:1、输入接口几线、插头形式2、输出接口几线、插头形式1、输入输出接口设计:体积和物理接口形式(2)供电形式直流供电:电池大小、容量和形状的选择、交流供电:模块功率和输出规格的选择1、输入输出接口设计:体积和物理接口形式(3)输入输出形式两线:单臂桥;三线:差动半桥;四线:全桥;是否带屏蔽线直流供电:充电端子,和通讯线交流供电:和通讯线分离,需要专用交流端子1、输入输出接口设计:调理电路(1)()电桥:将电阻、电感、电容或阻抗参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。()特点:电路简单,较高的准确度和灵敏度,广泛使用 ()分类:(4种方
2、法)按照激励电源的性质:直流与交流电桥;按照输出方式:平衡式电桥与不平衡式电桥。与传感器配接的电桥主要采用不平衡电桥。按照电源供电的方式:恒压源供电、恒流源供电。按照电桥的结构:单臂电桥、差动半桥、差动全桥。1、输入输出接口设计:调理电路:测量电桥(1)Z1,Z2,Z3,Z4为四个桥臂阻抗。A,C两端接电压源,则在B,D两端输出不平衡电压UBD分别为:EABCUZ4Z3Z2DZ1I1I214231234ABADZ ZZ ZUUUEZZZZ14231234ABADZ ZZ ZUUUIZZZZ恒压源供电:恒流源供电:Z0Z电源Z0Z电源ABCZ0Z0Z0DUUZ0ZABCZ0Z0Z0 ZD电源AB
3、CZ0ZZ0 ZZ0 ZDU将电桥的一个桥臂阻抗将电桥的一个桥臂阻抗接电参数型传感器的变接电参数型传感器的变换器换器(Z(Z0 0Z)Z),其余,其余三个臂的阻抗均恒定三个臂的阻抗均恒定Z Z2 2=Z=Z3 3=Z=Z4 4=Z=Z0 0,单臂电桥单臂电桥 两个桥臂与电参数型传感器两个桥臂与电参数型传感器的两个差动变换器相接,则的两个差动变换器相接,则构成差动半桥,即两个桥臂构成差动半桥,即两个桥臂阻抗发生差动变化阻抗发生差动变化(Z(Z0 0ZZ,Z Z0 0 Z)Z)其余两个臂的阻抗其余两个臂的阻抗均恒定均恒定Z Z3 3=Z=Z4 4=Z=Z0 0,差动半桥差动半桥 若四个桥臂阻抗均为
4、电若四个桥臂阻抗均为电参数型传感器的四个差参数型传感器的四个差动变换器,且四个桥臂动变换器,且四个桥臂阻抗发生差动变化阻抗发生差动变化(Z(Z0 0ZZ,Z Z0 0 ZZ,Z Z0 0ZZ,Z Z0 0 Z)Z),则构,则构成成差动全桥电路差动全桥电路 1、输入输出接口设计:调理电路:测量电桥(2)1、输入输出接口设计:调理电路:差动半桥ZZUUBDZZZ4310ZZZ输入差动变化:输入差动变化:20ZZZEABCUZ4Z3Z2DZ1I1I2差动半桥差动半桥可得:可得:10ZZZ输入差动变化:输入差动变化:20ZZZEABCUZ4Z3Z2DZ1I1I2差动半桥差动半桥340ZZZ10ZZZ输
5、入差动变化:输入差动变化:20ZZZ)()(43213241BDZZZZZZZZUUZZZ1ZZZ21、输入输出接口设计:调理电路:特性比较单臂电桥:单臂电桥:差动半桥:差动半桥:差动全桥:差动全桥:输入量输入量ZZ相同的情况下,差动半桥的输出近似为单臂电桥的两倍,相同的情况下,差动半桥的输出近似为单臂电桥的两倍,差动全桥是差动半桥的两倍,近似为单臂电桥的四倍。差动全桥是差动半桥的两倍,近似为单臂电桥的四倍。恒压源供电恒压源供电恒流源供电恒流源供电0022KUZZUU220eZIU00KUZZUU40eZIU0042114KUZZZZUU4140eZZZIU1、输入输出接口设计:调理电路:灵敏
6、度比较ConstZZKUK21140S单臂电桥:单臂电桥:差动半桥:差动半桥:差动全桥:差动全桥:0/oSUKZ Z灵敏度:灵敏度:差动半桥的灵敏度近似为单臂电桥的两倍,差动全桥的灵敏度是差动半桥的两差动半桥的灵敏度近似为单臂电桥的两倍,差动全桥的灵敏度是差动半桥的两倍,近似为单臂电桥的四倍。倍,近似为单臂电桥的四倍。单臂电桥的灵敏度不为常数,具有非线性;单臂电桥的灵敏度不为常数,具有非线性;恒压源供电恒压源供电恒流源供电恒流源供电差动半桥的灵敏度和差动全桥的灵敏度与差动半桥的灵敏度和差动全桥的灵敏度与Z无关且为常数,是理想的直线。无关且为常数,是理想的直线。反映输出响应的变化对输入激励变化的
7、能力反映输出响应的变化对输入激励变化的能力ConstZZKZIK21140S0S2KUK0S2KZIK0SKUK0SKZIK单臂单臂 半桥半桥全桥全桥1、输入输出接口设计:调理电路:实际安装形式 差动传感器与差动电桥相配合,能使测量系统具差动传感器与差动电桥相配合,能使测量系统具有更加优良的特性;有更加优良的特性;与单臂电桥相比,差动电桥与单臂电桥相比,差动电桥灵敏度更高、非线性灵敏度更高、非线性误差更小,对同符号干扰有低偿作用;误差更小,对同符号干扰有低偿作用;恒流源供电的差动全桥理论上无温度误差,恒流源供电的差动全桥理论上无温度误差,对于易对于易受温度影响传感器,可采用电流源供电。受温度影
8、响传感器,可采用电流源供电。1、输入输出接口设计:调理电路:结论1、输入输出接口设计:调理电路:有源方式RRVCRRRVCVCVo/11125002525 20025RRRRVCVoRRVCRRRVCVCVo25002525 2020225RRRRVCVo1、输入输出接口设计:常用输出接口RS232:RS485:USB:串行接口形式:SPI,UART,IIC.并行接口:远距离通讯12V电平、负逻辑,3线接口,典型物理接口为DB9.差分电压、2线接口,远距离通讯差分电压、4线专用接口,近距离高速通讯1、输入输出接口设计:常用输出接口:RS232(1)物理接口:1、输入输出接口设计:常用输出接口:
9、RS232(3)电路接口:电平变换信号变换单片机1、输入输出接口设计:常用输出接口:RS232(2)物理对接:1、输入输出接口设计:常用输出接口:RS232(4)缺点:通讯距离短,9600bps15m接口不方便:体积太大,不适合小模块没有电源接口优点:接口标准1、输入输出接口设计:常用输出接口:RS485(1)物理接口:没有统一标准的接口,可采用以下类似的物理接插件1、输入输出接口设计:常用输出接口:RS485(2)电路接口:信号变换接收器也与发送端相对的电平逻辑规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在接收端AB之间(DT)(D+)-(D-)有大于+200mV的电平时,输出正逻辑
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