Estrategia para equilibrar un puente de Wheatstone para medir la tensión

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El propósito de mi proyecto es crear un "Indicador de deformación" suficientemente preciso basado en el uso de un puente de Wheatstone con un Arduino. Actualmente estoy usando un HX711 como amplificador de celdas de carga que funciona bien ya que lo uso con un puente completo.

Actualmente quiero conectar solo un medidor de tensión a un puente de piedra de trigo construido con 3 resistencias de 120 ohmios (0,1%). Soy capaz de medir algo pero quiero equilibrar el puente de Wheatstone. Mi pregunta inexperta es si es posible agregar un sistema de balance preciso a mi puente de Wheatstone.

Sé que la solución clásica usa un potenciómetro, pero el principio se basa en la elección de una resistencia variable con un valor similar a las otras 3 resistencias en el puente de Wheatstone (en mi caso 120Ohm). Desafortunadamente, no es posible encontrar potenciómetros alrededor de este valor. Además, el potenciómetro debe permitir un cambio muy pequeño de la resistencia alrededor de 120 ohmios.

Soy del campo mecánico, lo siento si mi pregunta parece ser muy común ...

    
pregunta Guuk

3 respuestas

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La forma en que lo hago es usar un amplificador de instrumentación (TI, dispositivos analógicos, etc.) que amplifique la señal de diferencia y luego aplique un voltaje variable a la entrada de referencia de InAmp para equilibrar la salida a cero.

Un InAmp consta básicamente de tres amplificadores operacionales, como se muestra a continuación: -

Observela"entrada de referencia" abajo a la derecha y el divisor de potencial que establece el voltaje de compensación en la salida InAmp. Esto puede ser un potenciómetro o incluso la salida de un DAC. Todo depende de lo que quieras hacer y de lo automatizado que quieras que sea el proceso de reducción a cero.

Algunas aplicaciones permitirán que un integrador lento se alimente desde la salida de InAmp a la entrada de referencia y de esta manera siempre se pone a cero automáticamente, pero a una velocidad tan lenta que las mediciones que realiza no se ven afectadas en gran medida. Esto puede o no ser de su interés, por supuesto.

Puede haber una manera de ajustar el HX711 (amplificador de celdas de carga) para hacer lo que le sugiero arriba, así que si desea ayuda en esa dirección, vincule la hoja de datos correspondiente al chip.

    
respondido por el Andy aka
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Hay dos formas de usar un puente de Wheatstone.

La primera forma clásica es equilibrarla, es decir, ajustar los brazos hasta obtener una salida cero. Luego puede afirmar que las proporciones de impedancias de los brazos son iguales y calcular sus incógnitas a partir de sus datos conocidos.

La segunda forma, que es (creo) un abuso leve del nombre Wheatstone Bridge, es usar la configuración del puente, a menudo con medidores de tensión, sensores Hall, termómetros de resistencia, donde hay una pequeña variación para medir en La cara de una gran resistencia. El puente está aproximadamente equilibrado, para eliminar principalmente el efecto de la gran resistencia estática, y luego la salida residual se mide con un voltímetro sensible, como un HX711.

No es necesario equilibrar el puente con precisión, y de hecho, a medida que el sensor cambia la resistencia, esto lo desequilibrará. El propósito de usar el puente es reducir el rango dinámico entre la resistencia estática del sensor y el rango de medición pequeño. Una vez que se ha reducido lo suficiente para que coincida con el voltímetro y el ruido del sistema, no tiene mucho sentido mejorar aún más el equilibrio.

    
respondido por el Neil_UK
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Lamentablemente, no es posible encontrar potenciómetros alrededor de este valor.

Para lo que haces, el puente solo tiene que ser equilibrado, no perfectamente equilibrado.

    
respondido por el dannyf

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