브리지 기반 센서

브리지 기반 센서는 변형, 온도, 힘과 같은 물리적 현상을 Wheatstone 브리지의 하나 또는 그 이상의 다리에서 발생하는 저항 변화에 상호연관시켜 작동합니다. 다음 그림은 일반적인 Wheatstone 브리지로, 구동 전압 VEX가 브리지에 적용되는 네 개의 저항 다리를 가진 네트워크입니다. 이 다리 중 하나 이상이 감지할 수 있는 활성 요소가 될 수 있습니다.

 

Wheatstone 브리지는 두 병렬 전압 분배(Voltage Devider) 회로와 전기적으로 같습니다. R1과 R2는 하나의 전압 분리 회로를 구성하며, R4와 R3은 두번째 전압 분리 회로를 구성합니다. 두 전압 분리의 중간 노드 사이의 Wheatstone 브리지 출력을 측정합니다.

온도 변화나 시편에 적용되는 변형률 변화와 같은 물리적인 현상은 Wheatstone 브리지 감지 요소의 저항을 변화시킵니다. Wheatstone 브리지 설정을 사용하여 감지 요소가 시편의 물리적 변화에 대응하여 생성하는 저항의 작은 변화를 측정할 수 있습니다.

 

 

브리지 기반 센서의 측정은 측정된 전압과 구동 전압의 비율에 기반을 두고 있습니다. NI-DAQmx는 다음 식을 사용하여 이 비율을 계산합니다:

 

여기서 VR은 전압 비율; V는 브리지의 전압 출력; VIB는 오프셋 널로 결정된 초기 브리지 전압 ; VEX는 브리지에 공급된 구동 전압; G는 분기 교정의 이득 조정입니다.

비례 센서는 하드웨어에서 브리지의 전압 출력을 구동 전류로 나눕니다. 그러므로 V/VEX는 반드시 디바이스의 디바이스 범위 내에 있어야 합니다. 전압 디바이스에서, 브리지의 전압 출력은 반드시 디바이스 범위 내에 있어야 합니다. 초기 브리지 전압과 이득 조정은 디바이스 범위와 입력 한계 사이의 관계에 영향을 미칩니다. 예를 들어 ±5 V를 측정할 수 있는 디바이스에서 초기 브리지 전압이 1 V라면 최소와 최대 입력 한계는 반드시 -6 V ~ 4 V에 대응해야 합니다.

NI-DAQmx는 변형률 측정의 브리지 설정 또는 NI-DAQmx가 지원하는 다른 브리지 기반 센서의 경우 센서 제조업체가 제공한 스펙에 가장 적합한 스케일링 타입에 따라 다양한 방법을 사용하여 전압 비율을 물리적 단위로 스케일합니다.

 

 

브리지 기반 센서 - NI