[发明专利]消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统及方法

说明书

本发明提供的一种消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统，包括全桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0；全桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接，第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接，触点开关K1的动触点S2接电源E；全桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接，第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接，触点开关K2的动触点S5接地；能够有效消除导线电阻对应变测量结果的影响，大大提高应变测量的精度。

技术领域

本发明涉及一种测量系统及测量方法，尤其涉及一种消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统及方法。

背景技术

惠斯通电桥是应用最为广泛的电阻应变测量方法，其中，全桥惠斯通电桥常应用于应变测量，但是，现有技术中，全桥惠斯通电桥在测量应变过程中，元件之间的导线存在着电阻，当各元件之间的导线较短时，导线电阻较小，从而对测量结果影响较小，但是，当导线较长时，导线电阻将对测量结果产生巨大影响，使得应变测量结果产生较大误差，而目前还没有有效的手段来解决上述问题。

因此，需要提出一种消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统，能够有效消除导线电阻应变测量结果的影响，大大提高应变测量的精度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统，能够有效消除导线电阻应变测量结果的影响，大大提高应变测量的精度。

本发明提供的一种消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量系统，包括全桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0；

全桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接，第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接，触点开关K1的动触点S2接电源E；

全桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接，第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接，触点开关K2的动触点S5接地。

进一步，所述全桥惠斯通电桥由应变电阻R1、应变电阻R2、应变电阻R3以及应变电阻R4顺次连接形成；

其中，应变电阻R1和应变电阻R4的公共连接点形成第一输入端A；

应变电阻R2和应变电阻R3的公共连接点形成第二输入端B；

应变电阻R1和应变电阻R2的公共连接点为全桥惠斯通电桥的输出端C，应变电阻R3和电阻R4的公共连接点为全桥惠斯通电桥的输出端D。

相应地，本发明提出了一种消除导线电阻影响的全桥惠斯通电桥应变测量方法，包括如下步骤：

a.建立全桥惠斯通电桥测量应变的模型如下：其中，ε为待测应变，U为输出电压，E为输入电压，K为应变灵敏系数，r为导线电阻，R为应变电阻的阻值；

b.将触点开关K1的动触点S2与静触点S1接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S3接触连接，并测量当前全桥惠斯通电桥的输入电压E0和输出电压U0，并可得出如下公式：

其中，△R1、△R2、△R3和△R4分别为应变电阻R1、应变电阻R2、应变电阻R3以及应变电阻R4在应变作用下的阻值变化量，r₀为标定电阻阻值；

c.将触点开关K1动触点S2与静触点S0接触连接，将触点开关K2的动触点S5与静触点S4接触连接，并测量当前全桥惠斯通电桥的输入电压E1和输出电压U0，并可得如下公式：

d.由步骤b中的式(2)和c步骤中的式(3)可解得：