基于双通道参数检测的高精度应变测量技术.pdf

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1、88传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第2期基于双通道参数检测的高精度应变测量技术张佳薇，刘方一(东北林业大学机电工程学院。黑龙江哈尔滨150040)摘要：针对应变检测中外界因素对检测结果的干扰，检测电路中器件参数非理想化给检测精度带来的影响，应用双通道参数检测原理，设计了高精度应变检测电路，介绍其工作原理，并对检测电路的转换函数进行误差分析。在此基础上设计了应变检测仪，通过实验验证，应变检测值呈良好的线性关系，而且与理论值很接近，具有较高的测量精度、稳定性、抗干扰性和可靠性。该分析误差的方法

2、在其他电路设计中有一定的参考价值。关键词：双通道参数检测；应变测量；高精度；线性化中图分类号：TB971文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)02-0088-03⋯Hig’h-preci·si·onstra‘inmeasurin●gt-ec’hno’logylDaSed10ndouble-channelparametricmeasurementZHANGJia—wei，LIUFang(CollegeofEngineering，NortheastForestryUniversity，Harbin150040，China)Abstract：Perturb

3、ingfactorsandparametersoftheunstablecircuitelementsbringbadeffectsontheaccuracyofstrainmeasurement．Aimedtoimprovetheaccuracy，themeasuringcircuitbasedontwo—channelparametricmeasurementwithresistancestrain—gaugehalf-bridgeisdesigned．Theprincipleofstrainmeasurementisintroduced，thentheerro

4、rsofmeasuringcircuitsisanalyzed．Ameasuringsystembasedontheprincipleisdeveloped．Thetestindicatesthatlinearvaluesareclosetothenominalvaluesandtheaccuracy，stability，anti—interferenceandreliabilityareexcellent．Theapproachofanalyzingerrorisworthwhileforothercircuits．Keywords：double—channelp

5、arametrict；highprecision；linearization0引言测电路转换函数线性化。在建筑、材料和工程等领域中，应变检测是重要的分析1双通道检测原理手段，应变检测框图如图1所示。通常情况下应变属于单通道检测的数学模型可表示为微小信号，在测量过程中容易受到干扰的影响，使应变准确Y)．测量变得困难。在工程应用和应变检测仪设计中，以应变其中，Y为与检测参数相关的检测结果；，为检测电路计电桥作为应变检测电路的形式被广泛地应用J，这类转换函数；为检测参数；6为干扰因素对检测参数影响的型的电路的缺点是容易受到环境因素和供电电源参数不稳集合。定的影响，使得应变

6、检测结果达不到精度要求。为了提高从模型中可以得出：单通道检测电路的传输函数不是应变检测的精度，常常使用参数稳定的供电电源和特定的线性的，而且，供电电源的不稳定性和外界的干扰对检测结元件来补偿环境对检测电路的影响，并且用差动放大器等果有影响。当检测参数取零时，电路仍有不为零的输对采集的测信号进行处理，提高应变检测的精度。出。以上这些因素限制了单通道检测电路在实际中的应本文基于双通道检测原理设计了应变检测电路，通过用。对检测电路转换函数进行误差分析，选用满足条件的电子为了使检测电路传输函数的线性化、补偿在工作过程中外界干扰对传感器的影响、消除由于元件老化带来的误元器件构

7、建应变检测电路，消除了外界环境因素和电路中差和当输入信号为零时输出信号不为零的部分，基于双通元器件对检测结果的影响，实现了应变的高精度检测和检收稿日期：2010-09-27基金项目：黑龙江省博士后科研启动基金资助项目(LBH—Qo9174)第2期张佳薇，等：基于双通道参数检测的高精度应变测量技术道检测原理设计了检测电路。双通道检测电路就是在单通由式(1)可以得出，基于双通道参数检测电路的输出与道检测电路中再加入一个参数检测通道，其数学模型可表供桥电压E无关，从而消除了电压源的不稳定给检测电路示为带来的影响。同时通过匹配电路中元件的值，实现了检测yI('6)，y2