Audio Perfection Forum
Мост Уитстона - Версия для печати

+- Audio Perfection Forum (https://www.audio-perfection.com/forum)
+-- Форум Аналоговая Схемотехника (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=3)
+--- Форум Измерительная техника (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=4)
+--- Темы: Мост Уитстона (/showthread.php?tid=563)


Мост Уитстона - Altor Audio - 10-23-2017

Чет я не соображу - есть датчик, с мостом Уитстона внутри.
В ДШ рекомендрованная схема - питание от источника тока и дифф. усилитель.
Попробовали запитать просто от 3.3в стаба - все работает, но в диапазоне 0-70С выход на 15% ползает (по ДШ должно быть намного меньше единицы процента).
Запитали от простейшего источника тока - действительно температурная зависимость уменьшилась, но я не очень понял почему?
Мост ведь для того и мост, чтобы все его 4 резистора одинаково от температуры менялись (тем более, что оно там пьезо на одной подложке).

RE: Мост Уитстона - nazar - 10-24-2017

Altor Audio Написал:Мост ведь для того и мост, чтобы все его 4 резистора
не стоит воспринимать упрощенные схемы с дш за чистую монету, ты не знаеш как реально на кристале сделана термокомпенсация

RE: Мост Уитстона - Altor Audio - 10-24-2017

А она там сделана?
С пинов звониться как посто 4 резистора по 20к.
Хотя, там есть совершенно непонятная ножка, которая ни с чем не звониться (или мегомы), которую они рекомендуют сажать на плюс.

RE: Мост Уитстона - semimat - 10-24-2017

Слишком мало информации, чтобы начать выдвигать гипотезы. Но в целом под мостом Уитстона понимают не только четыре включенные в кольцо резистора, но и метод измерений с помощью процедуры балансировки, при которой в процессе измерения добиваются полного нуля напряжения между точками измерительной диагонали моста. Чаще же имеет место другой принцип использования моста, когда, единожды отбаланисировав его ДО измерений, затем уже не обращают сигнал разбаланса в ноль, а наоборот, используют его отклонение от нуля в качестве измеряемого параметра. А это не одно и то же. В последнем случае сигнал будет зависеть не только от величины возникающего при измерениях "полезного" разбаланса, но и от приложенного к мосту питающего напряжения, то есть, от условий питания. Этот вариант можно рассматривать скорее не как мост Уитстона, а как схему с компенсацией "постоянки". Такие схемы обычно менее точны, но намного более просты. И там возможны оптимальные режимы питания, при которых ошибки минимизируются. Возможно, это не совсем удачный пример, но повторюсь: слишком мало информации.

RE: Мост Уитстона - dimitri - 10-24-2017

саморазогрев?

RE: Мост Уитстона - Altor Audio - 10-25-2017

semimat Написал:Слишком мало информации, чтобы начать выдвигать гипотезы.


Датчик - Omron 2SMPP.

semimat Написал:Но в целом под мостом Уитстона понимают не только четыре включенные в кольцо резистора, но и метод измерений с помощью процедуры балансировки,

Нет там никакой балансировки - с моста стоит диф.усилитель и АЦП.
Температура действет на сам датчик а не на схему, проверяли точечным нагревом/охлажлением.
semimat Написал:В последнем случае сигнал будет зависеть не только от величины возникающего при измерениях "полезного" разбаланса, но и от приложенного к мосту питающего напряжения, то есть, от условий питания
Питание стабилизировано, нагрев/охлажение стаба не влияет.
dimitri Написал:саморазогрев?


Для саморазогрева нет причин - мост из 20к резисторов, напряжение 3.3 вольта на мосте, это сотни милливатт.
Да и причем тут "саморазогрев", если его нагревали/охлаждали снаружи? примерно от 0 до +70С.

Мне физика не очень понятна, скорее всего прав Назар - "а вы знаете, чего они туда плеснули?"(с)проф.Преобораженский.
В смысле, что рисуют эквивалентную схему из 4-х резисторов, а что там на самом деле на той пьезопластине - только сам Омрон знает.
Тем более, чтои назначенение 5-й ноги непонятно - они ни с чем не звонится, но цепляют ее на плюс. Правда, я пока не заметил разницы с тем, если ее и никуда не цеплять.

RE: Мост Уитстона - mellowman - 10-25-2017

Altor Audio Написал:Omron 2SMPP
Там же написано, подложка N-Sub[strate], значит видимо резисторы сделаны из полевиков, и меняется сопротивление-меняется и ток, а если ток поддерживается одинаковый, то и разброс меньше?

RE: Мост Уитстона - semimat - 10-25-2017

Интересно, для датчика 2SMPP-03 указан предельный ток (не рабочий!) 200 мкА, а для 2SMPP-02 - 130 мкА. При этих токах точность работы датчиков под вопросом. А рабочий ток составляет всего 100 мкА. При питании таких датчиков от 3.3В ток потребления будет 165 мкА, значит, 2SMPP-02 правильно работать не обязан, да и 2SMPP-03 лучше не запитывать таким напряжением. Впрочем, физика этих ограничений все равно непонятна... датчики вроде как пьезорезистивные.

RE: Мост Уитстона - Altor Audio - 10-25-2017

У нас 03, и реально сейчас 100мкА.

RE: Мост Уитстона - dimitri - 10-25-2017

ну извиняйте, я думал там платиновые элементы. может, тогда это подойдет: http://www.sensorsmag.com/components/demystifying-piezoresistive-pressure-sensors

RE: Мост Уитстона - semimat - 10-25-2017

dimitri, спасибо за ссылку, как раз в точку. Там вроде всё объясняется. В частности, получается, что при фиксированном напряжении питания мост не полностью балансируется в широком температурном диапазоне. Требуется подстройка напряжения питания при вариации температуры. При замене источника напряжения на источник тока, некоторая подстройка напряжения происходит автоматически, снижая ошибку. Но еще лучшие результаты дает добавление управления в источник тока: "Figure 3. A controlled current source for bridge drive is the core architectural structure for achieving precision better than ±1%" . Статья от 1999 года, наверное поэтому сейчас такую точность уже можно получить и без использования управления, лишь с простым источником тока.

RE: Мост Уитстона - Altor Audio - 10-26-2017

mellowman Написал:Там же написано, подложка N-Sub[strate], значит видимо резисторы сделаны из полевиков,
Не знаю из чего они там сделаны (написано пьезо), но мы не заметили чтобы подключение/отключение этого вывода на что-то влияло.

RE: Мост Уитстона - Altor Audio - 10-26-2017

semimat Написал:dimitri, спасибо за ссылку, как раз в точку. Там вроде всё объясняется
Не совсем. Влияние замены источника напряжения на CCS толком не понятна.
А то, что они там советуют - оно больше для датчиков с "разомкнутым мостом", где мжно концы соединить накоротко а можно добавить внешний резистор.

Я раньше работал с "полными" датчиками, и.е. с усилителем внутри, где все что надо уже скомпенсировано (MPXV505 и т.п.), и с некоторыми мостами, например MPXM2053 - они от источника напряжения работают и компенсация уже внутри.
А вот с такими, как эти Омроны - столкнулись первый раз.
В общем, все что надо получить, от них получили, но в теории не очень понятно.

RE: Мост Уитстона - mr-marlen - 10-26-2017

Может при изменении измеряемой величины постоянка мешает?
Я при измерении давления датчиками веса использовал INA333 (китайская плата).
Из ДШ на INA333:
Цитата:INA333 internal operational amplifiers use an auto-calibration technique with a time-continuous 350-kHz
operational amplifier in the signal path. The amplifier is zero-corrected every 8 µs using a proprietary technique.
Upon power up, the amplifier requires approximately 100 µs to achieve specified VOS accuracy. This design has
no aliasing or flicker noise.