惠斯通电桥信号调理芯片_基于精密分流电阻器的惠斯通电桥校准

迈阿密大学通过使用S102C系列高精密箔技术分流电阻器改进设备，成功计算和补偿了称重传感器的飘移量。

应用领域：惠斯通电桥传感器校准

使用产品：S102C系列高精密箔技术分流电阻器

面临的挑战

由于长时间使用，惠斯通电桥传感器网络的输出会有偏差，需要重新校准。

图1: 通常称重传感器的校准数据

由于没有参考标准或者校准费用非常昂贵，获得一个基于实用物理指标的新度量标准，如负载或代替，几乎是不可能的。如何才能在原有指标的基础上获得一个新的度量标准呢？

解决方法

象征性地使发生飘移前和发生飘移后的度量线性方程相等。使用两个不同阻值的S102C系列高精密箔技术分流电阻器，代入两个不同的值可得到一个方程组，就可以计算出偏移产生后的增益和补偿。

使用者如是说

考虑惠斯通电桥的电压输出方程式（1）：

（1）方程 1: 惠斯通电桥的输出电压(初始校准)

现在来考虑同一电桥在飘移产生后的电压输出的方程式（2）：

（2）方程 2: 惠斯通电桥的输出电压 (飘移产生后)

如果由最初的线性范围给出了度量标准（3）：

（3）

并且由线性范围给出了偏移后的度量标准（4）：

（4）

我们可以知道常数D将改变负载LX ，LX 的输入也就是VS。我们要如何依据新的增益和补偿mD和bD来计算它的变化呢？

因为度量标准必须一致，给出相同的激励源VS，使方程（3）等于方程（4）。从而，用分流电阻器RS1模拟一个输出，可以得到LiRS1 = LDRS1。我们可以用另一个分流电阻器RS2建立一个类似的等价，得到第二个方程式。

注意V0是测量值，即我们剩下2个方程式和2个变量（5）：

（5）

V0RS1 和 V0DRS1分别是RS1分流器电桥（通过RX）的初始输出和偏移产生后的输出（6）：

（6）

V0RS2 和 V0DRS2 分别是RS2分流器电桥（通过RX）的初始输出和偏移产生后的输出（7）：mD和bD

求解mD和bD。

（7）

（8）

VPG的Vishay精密箔电阻品牌（VFR）可以满足该应用所要求的长期稳定性。

该项目的优化者，来自迈阿密大学的Gerald Sanders说到：“VFR精密箔电阻有着极好的长期稳定性，可以满足该应用的需求。我们的称重传感器可以工作几十年，所以我们需要这样一款电阻，它的阻值不会随时间和环境的改变产生太大偏移。感谢我的VFR代表Aaron Ram，在我们的称重传感器实验过程中节省了好多时间。”

“我们的目标是加快实验过程，我们需要知道传感器在使用一段时间后，是否还具备同样的功能。这个解决方案也给了我们很多其他的帮助。无论电路桥网络发生怎样的变化，新的增益和补偿常数可以被计算出来。所以我们不仅可以调节增益和补偿，当传感器的性能发生改变，导致阻值和激励电压改变时，我们同样可以调整度量常数。这真是太好了！”

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