问题:我需求确认一个低电阻传感器的电阻改变,我的方案只是在细线传感器引线上施加一个已知的电压,然后丈量电流。然后经过欧姆定律(电阻=电压/电流或R=V/I),我能够很容易地核算传感器电阻。可是,传感器引线的标称电阻和温度系数会影响读数然后导致我无法校准的过错。该怎么办?
处理方案:运用开尔文电桥来处理这个常见的问题。为此,运用电流源经过现有导线向传感器供给已知电流。然后在传感器上添加别的两条引线,经过高阻抗表或缓冲放大器读取传感器上的电压(图1)。再次运用欧姆定律,但运用已知电流和丈量电压。在这种四线制结构下,以两条非临界电压传感线,传感器引线的电阻不会进入方程中。
图1:为了处理传感器引线中的电阻影响丈量精度的问题,运用四线开尔文摆放,将已知电流从A到D穿过传感器R,然后运用高阻抗计或缓冲放大器经过两个附加导线在B-C处读取传感器上的电压。
为了尽量削减传感器的自发热和或许的过错,在传感器上供给满足电压的一起,运用尽或许低的电流。在大多数情况下,传感器上的最大电压将在1到10 V之间。
留意,这种技能的一种改变一般用于丈量负载(如电机)的电流,运用与负载串联的低值感测电阻器(图2)。关于负载电流感测,您运用一个已知的电阻,一般为一欧姆或更小,一般在毫欧姆范围内。然后运用差分缓冲放大器(或许需求与电路的其余部分进行电气阻隔)丈量其两头的电压,并再次运用欧姆定律,但这次I=V/R。
在负载侧和负载之间运用电阻来丈量负载。
开尔文4线技能证明工程师怎么运用奇妙的拓扑结构来战胜差错源,而不是企图使工作变得完美(在这里,传感器引线的电阻为零)。相反,工程师们开宣布办法让差错源“退出”方程。另一个很好的比如是份额丈量规划,例如惠斯通电桥,它运用电阻比而不是肯定电阻值。