CN105277112B - 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法 - Google Patents

消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105277112B
CN105277112B CN201510801427.6A CN201510801427A CN105277112B CN 105277112 B CN105277112 B CN 105277112B CN 201510801427 A CN201510801427 A CN 201510801427A CN 105277112 B CN105277112 B CN 105277112B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge
contact
contact switch
resistance
wheatstone bridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510801427.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105277112A (zh
Inventor
孟利波
陈果
张又进
廖敬波
宋刚
唐浩
谭川
潘飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Wukang Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co Ltd filed Critical China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co Ltd
Priority to CN201510801427.6A priority Critical patent/CN105277112B/zh
Publication of CN105277112A publication Critical patent/CN105277112A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105277112B publication Critical patent/CN105277112B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明提供的一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统，包括半桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0；半桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接，第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接，触点开关K1的动触点S2接电源E；半桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接，第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接，触点开关K2的动触点S5接地；能够有效消除导线电阻对应变测量结果的影响，大大提高应变测量的精度。

Description

消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法
技术领域
本发明涉及一种应变测量系统及方法，尤其涉及一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法。
背景技术
惠斯通电桥是应用最为广泛的电阻测量方法，其中半桥惠斯通电桥常应用于应变测量，现有技术中，半桥惠斯通电桥在测量应变过程中，元件之间的导线存在着电阻，当各元件之间的导线较短时，导线电阻较小，从而对测量结果影响较小，但是，当导线较长时，导线电阻将对测量结果产生巨大影响，使得应变测量结果产生较大误差，而目前还没有有效的手段来解决上述问题。
因此，需要提出一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统，能够有效消除导线电阻应变测量结果的影响，大大提高应变测量的精度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统，能够有效消除导线电阻应变测量结果的影响，大大提高应变测量的精度。
本发明提供的一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统，包括半桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0；
半桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接，第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接，触点开关 K1的动触点S2接电源E；
半桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接，第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接，触点开关 K2的动触点S5接地。
进一步，所述半桥惠斯通电桥由应变电阻R1和应变电阻R2顺次连接形成；其中，应变电阻R1的一端为第一输入端A，应变电阻R2的一端为第二输入端B，应变电阻R1和应变电阻R2的公共连接点为半桥惠斯通电桥的输出端C，内部电阻R3和R4的公共连接点为半桥惠斯通电桥的输出端D。
相应地，本发明提供了一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量方法，包括如下步骤：
a.建立半桥惠斯通电桥测量应变的模型：
其中，ε为待测应变，U为输出电压，E为输入电压，K为应变灵敏系数，r为导线电阻，R为应变电阻的阻值；
b.将触点开关K1的动触点S2与静触点S1接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S3接触连接，并测量当前半桥惠斯通电桥的输入电压E0和输出电压U0，并可得出如下公式：
其中，△R1和△R2分别为应变电阻R1和应变电阻R2在应变作用下的阻值变化量，r0为标定电阻阻值；
c.将触点开关K1动触点S2与静触点S0接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S4接触连接，并测量当前半桥惠斯通电桥的输入电压E1和输出电压U1 ，并可得如下公式：
d.由步骤b中的式(2)和c步骤中的式(3)可解得：
e.由式(1)、式(3)以及式(4)联立可得应变量：
本发明的有益效果：本发明的消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法，能够有效消除导线电阻应变测量结果的影响，大大提高应变测量的精度；而且不改变现有的测量习惯，便于工程测量人员掌握。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的等效示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的等效示意图，如图所示，图 2和图1中的区别在于：将导线等效为电阻r；
本发明提供的一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统，包括半桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0；
半桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接，第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接，触点开关K1的动触点S2接电源E；
半桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接，第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接，触点开关 K2的动触点S5接地。
进一步，所述半桥惠斯通电桥由应变电阻R1和应变电阻R2顺次连接形成；其中，应变电阻R1的一端为第一输入端A，应变电阻R2的一端为第二输入端B，应变电阻R1和应变电阻R2的公共连接点为半桥惠斯通电桥的第一输出端，即图1中的C点，内部电阻R3和内部电阻R4的公共连接点为半桥惠斯通电桥的第二输出端，即图1中的D点，内部电阻R3和内部电阻R4为测量电阻，方便对半桥惠斯通电桥的输出电压进行测量，系统通过测量C点和D点间的电压得到半桥惠斯通电桥的输出电压。
相应地，本发明提供了一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量方法，包括如下步骤：
a.建立半桥惠斯通电桥测量应变的模型：
其中，ε为待测应变，U为输出电压，E为输入电压，K为应变灵敏系数，r为导线电阻，R为应变电阻的阻值，从该模型中可以看出，当导线电阻相当小时，即导线电阻远小于应变电阻的阻值时，导线电阻可以忽略不计的，但是，当导线较长时，那么导线电阻对于应变测量结果的影响是相当大的，如果此时忽略导线电阻的影响，那么将造成应变测量结果的极为不准确；
b.将触点开关K1的动触点S2与静触点S1接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S3接触连接，并测量当前惠斯通电桥的输入电压E0和输出电压U0，并可得出如下公式：
其中，△R1和△R2分别为应变电阻R1和应变电阻R2在应变作用下的阻值变化量，r0为标定电阻阻值；
c.将触点开关K1动触点S2与静触点S0接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S4接触连接，并测量当前半桥惠斯通电桥的输入电压E1和输出电压U1，并可得如下公式：
d.由步骤b中的式(2)和c步骤中的式(3)可解得：
e.由式(1)、式(3)以及式(4)联立可得应变量：
从式(5)中可以看出，通过本发明的提供的方法进行测量，有效地消除了导线电阻r对应变测量结果得影响，大大提高了测量精度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统，其特征在于：包括半桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0；
半桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接，第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接，触点开关K1的动触点S2接电源E；
半桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接，第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接，触点开关K2的动触点S5接地。
2.根据权利要求1所述消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统，其特征在于：所述半桥惠斯通电桥由应变电阻R1和应变电阻R2顺次连接形成；其中，应变电阻R1的一端为第一输入端A，应变电阻R2的一端为第二输入端B，应变电阻R1和应变电阻R2的公共连接点为半桥惠斯通电桥的输出端，内部电阻R3和R4的公共连接点为半桥惠斯通电桥的输出端。
3.一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
a.建立半桥惠斯通电桥测量应变的模型：
其中，ε为待测应变，U为输出电压，E为输入电压，K为应变灵敏系数，r为导线电阻，R为应变电阻的阻值；
b.构建半 桥惠斯通电桥测量系统，包括半桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0；
半桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接，第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接，触点开关K1的动触点S2接电源E；
半桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接，第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接，触点开关K2的动触点S5接地；将触点开关K1的动触点S2与静触点S1接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S3接触连接，并测量当前半桥惠斯通电桥的输入电压E0和输出电压U0，并可得出如下公式：
其中，△R1和△R2分别为应变电阻R1和应变电阻R2在应变作用下的阻值变化量，r0为标定电阻阻值；
c.将触点开关K1动触点S2与静触点S0接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S4接触连接，并测量当前半桥惠斯通电桥的输入电压E1和输出电压U1 ，并可得如下公式：
d.由步骤b中的式(2)和c步骤中的式(3)可解得：
e.由式(1)、式(3)以及式(4)联立可得应变量：
CN201510801427.6A 2015-11-18 2015-11-18 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法 Active CN105277112B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510801427.6A CN105277112B (zh) 2015-11-18 2015-11-18 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510801427.6A CN105277112B (zh) 2015-11-18 2015-11-18 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105277112A CN105277112A (zh) 2016-01-27
CN105277112B true CN105277112B (zh) 2018-04-03

Family

ID=55146555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510801427.6A Active CN105277112B (zh) 2015-11-18 2015-11-18 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105277112B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106569001B (zh) * 2016-10-11 2019-12-31 芯海科技（深圳）股份有限公司 一种低功耗电桥阵列信号处理电路
CN107238347B (zh) * 2017-06-27 2019-08-20 江苏东华测试技术股份有限公司 应力应变测量系统中应变计连接导线的自动修正方法
CN109342251A (zh) * 2018-12-06 2019-02-15 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种用于应变量采集系统的自动校准装置及方法
CN112097632B (zh) * 2020-09-18 2021-11-02 江苏东华测试技术股份有限公司 三线制四分之一桥大应变测量的恒压电桥非线性修正方法
CN112344844A (zh) * 2020-11-06 2021-02-09 中铁隧道勘察设计研究院有限公司 一种隧道初期支护锚杆应变的监测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2170502Y (zh) * 1993-11-13 1994-06-29 冶金工业部建筑研究总院 具有校准功能的应变式传感器
JP2923293B1 (ja) * 1998-08-07 1999-07-26 株式会社東京測器研究所 ひずみ測定方法
CN103344450A (zh) * 2013-07-16 2013-10-09 中科华核电技术研究院有限公司 载荷模拟器
CN104534975A (zh) * 2014-10-17 2015-04-22 山西省交通科学研究院 一种应变采集仪的桥路接线装置
CN205090930U (zh) * 2015-11-18 2016-03-16 招商局重庆交通科研设计院有限公司 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0810121B2 (ja) * 1986-08-27 1996-01-31 株式会社共和電業 ひずみ測定器における較正装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2170502Y (zh) * 1993-11-13 1994-06-29 冶金工业部建筑研究总院 具有校准功能的应变式传感器
JP2923293B1 (ja) * 1998-08-07 1999-07-26 株式会社東京測器研究所 ひずみ測定方法
CN103344450A (zh) * 2013-07-16 2013-10-09 中科华核电技术研究院有限公司 载荷模拟器
CN104534975A (zh) * 2014-10-17 2015-04-22 山西省交通科学研究院 一种应变采集仪的桥路接线装置
CN205090930U (zh) * 2015-11-18 2016-03-16 招商局重庆交通科研设计院有限公司 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
飞机结构强度试验中应变量三线测量法的应用;胡旭等;《机械工程与自动化》;20131231(第6期);第112-114页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105277112A (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105277112B (zh) 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统及方法
CN105241372B (zh) 消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统及方法
CN105044439A (zh) 一种隧道磁电阻电流传感器
CN204964077U (zh) 一种压阻式压力传感器压力检测电路
CN109188236A (zh) 一种mos管的阈值电压检测方法
CN106248240B (zh) 一种具有温度补偿的温度变送器
CN105300269B (zh) 一种无线精密应变测量装置和一种无线精密应变测量方法
CN205102772U (zh) 消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统
CN205090930U (zh) 消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统
CN208888303U (zh) 一种导线电流测量系统
CN105937876A (zh) 一种变压器绕组变形的检测系统及其检测方法
CN202486035U (zh) 一种测量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置
CN204989291U (zh) 一种隧道磁电阻电流传感器
CN204631180U (zh) 一种并联晶闸管漏电流检测装置及系统
CN114296007A (zh) 一种在线测量poe供电参数的方法
CN204007736U (zh) 一种电磁流量计
CN106918437A (zh) 一种测量亚音速二维流场的四孔探针
CN203132595U (zh) 汽车用电阻式水温燃油采样系统
CN202393455U (zh) 基于多电极的电容物位计
CN205539247U (zh) 新型氧化锌避雷器带电测试系统
CN204730800U (zh) 一种用于大型结构位移测量的传感器以及装置
CN206038177U (zh) 三线式铂热电阻pt100 温度检测系统
CN103994712B (zh) 无源直线位移传感器
CN204479024U (zh) 一种桥梁结构安全监测用光纤光栅位移传感器
CN209280908U (zh) 大量程高精度电流传感器计量装置及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210709

Address after: 404100 No.1 Mengzi Middle Road, Shiliang village, Shuanghekou street, Wanzhou District, Chongqing (Wanzhou Economic Development Zone)

Patentee after: Chongqing Wukang Technology Co.,Ltd.

Address before: 400067 No. 33, Xuefu Avenue, Nan'an District, Chongqing

Patentee before: CHINA MERCHANTS CHONGQING COMMUNICATIONS RESEARCH & DESIGN INSTITUTE Co.,Ltd.