ЖУРНАЛ СТА 4/2013

92 СТА 4/2013 www.cta.ru нии низкоомных датчиков они могут достигать единиц и де- сятков ом, что вносит значительную погрешность в результат измерения. Для решения этой проблемы весь измерительный мост обычно располагают рядом с датчиком, а сигналы с выхода моста измеряют модулями с высокоомным (потенциальным) входом. Для исключения погрешности, вызванной падением напряжения на проводах, передающих к мосту напряжение питания V ex , используют шестипроводное подключение мо- ста (рис. 10). В этой цепи напряжение питания моста не зада- ётся, а измеряется. Поэтому падение напряжения на прово- дах питания не вносит погрешность в величину V ex , которая используется в расчётных формулах. Если сопротивления проводов невозможно сделать доста- точно малыми, их измеряют и учитывают в дальнейших рас- чётах с целью исключения вносимой ими погрешности. В подрисуночных подписях к рис. 11–13 приведены соответ- ствующие формулы, которые могут быть реализованы про- граммно в микропроцессоре модуля ввода сигналов тензо- датчиков или в компьютере. С ОСТАВЛЯЮЩИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ При использовании тензорезисторов большинство источ- ников погрешностей аналогичны тем, что возникают при ис- пользовании терморезисторов. Основными компонентами погрешностей являются следующие: ● случайная погрешность, вызванная технологическим раз- бросом сопротивлений тензорезисторов; ● систематическая погрешность, вызванная термоэлектриче- ским эффектом; ● тепловой и фликкер-шум измеряемого сопротивления; ● температурная погрешность, вызванная разогревом датчи- ка протекающим током; ● погрешность, связанная с разностью температурных коэф- фициентов расширения тензорезистора и материала объ- екта, на который наклеен тензорезистор; ● погрешность метода (схемы измерения) сопротивления, за- висящая от длины проводов и точности измерения их со- противления; ● внешние наводки; ● сопротивление контактов; ● «ползучесть» сопротивления длительно нагруженного тен- зорезистора; ● погрешность измерительного модуля ввода. Вследствие очень малой чувствительности тензорезисторов особую роль играют наведённые помехи. Для их уменьшения используют не витые пары, а четыре плетёных провода, в ко- торых попарно параллельно соединяют провода, проходящие во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это устраняет ин- дуктивность обычной витой пары, которая представляет со- бой катушку индуктивности, если смотреть на витую пару с торца [4]. ● Л ИТЕРАТУРА 1. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процес- сом, экспериментом, оборудованием. – М. : Горячая линия – Телеком, 2009. – 608 с. 2. ГОСТ 20420-75. Тензорезисторы. Термины и определения. 3. ГОСТ 21616-91. Тензорезисторы. Общие технические условия. 4. Noise Control in Strain Gage Measurements. Tech. Note TN-501-2. – Vishay Mic- ro-Measurements, 2007. – 8 p. В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА + – + – V o E ex V ex R 1 R 2 R 3 R G + Δ R Рис. 10. Шестипроводное подключение измерительного моста + – V o V ex R 1 R 2 R G + Δ R R G ( t ) R L R L R L Рис. 11. Подсоединение тензодатчика с внутренним термокомпенсирующим элементом, = − ⋅ ⋅ + ⋅ + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 4 1 2 1 V GF V R R L G ( ) γ γ ε + – V o V ex R 1 R 2 R G + Δ R R G (– νε ) R L R L R L Рис. 12. Включение тензорезистивных элементов, один из которых (верхний) расположен вдоль направления силы, второй (нижний) – перпендикулярно ему, ε ν ν γ γ = − ⋅ ⋅ + ( ) − ⋅ ⋅ − ⎡⎣ ⎤⎦ + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 4 1 2 1 1 V GF V R R L G ( ) + – V o V ex R 1 R 2 R G + Δ R R G – Δ R R L R L R L Рис. 13. Схема включения двух датчиков, один из которых работает на растяжение, второй – на сжатие (см. также рис. 6), ε γ = − ⋅ + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 2 1 V GF R R L G