Сопротивление тензорезистора при деформации меняется незначительно — обычно ΔR/R ≈ 0,05–0,3%. Измерять это напрямую бессмысленно: сигнал сравним с шумом источника и дрейфом усилителя.
Поэтому ещё в 1833 году Samuel Hunter Christie описал мостовую схему, позже популяризированную Charles Wheatstone. Мост переводит измерение сопротивления в измерение дифференциального напряжения. В состоянии баланса выход равен нулю — фиксируется только отклонение, а значит, резко растёт чувствительность к малым ΔR.
Когда в 1856 году William Thomson обнаружил тензоэффект, стало понятно: мост — идеальный способ регистрировать эти микроскопические изменения сопротивления. А в 1938 году Edward E. Simmons реализовал это в практическом тензодатчике.
Дальше схема начала решать не только задачу чувствительности, но и температурного дрейфа. В полумостовой и полномостовой конфигурациях сопротивления меняются синфазно, и температурная ошибка частично компенсируется на дифференциальном выходе.
Физический принцип за 200 лет не изменился. Изменилась электроника: сегодня это AFE с 24-битными сигма-дельта АЦП и чопперной стабилизацией, которая уводит 1/f-шум и дрейф нуля в высокочастотную область, где они эффективно фильтруются.
Связка «резистивный мост + сигма-дельта АЦП» до сих пор остаётся оптимумом для статических и весоизмерительных систем.
Post #36
903

- ❤ 11
- 🔥 3