[发明专利]一种高压激励的惠斯顿电桥测量方法

说明书

本发明涉及仪器仪表检测技术领域，为一种高压激励的惠斯顿电桥测量方法，包括以下步骤：S1，将惠斯顿电桥的桥臂固定电压变换为激励脉冲电压，取消固定电压供给，并跟随被测量设备灵敏度系数动态调节所述激励脉冲的激励电压的幅度；S2，当所述激励脉冲电压进入平稳保持区间时，开启ADC采样；S3，当数据采样完成，触发关断惠斯登电桥的激励脉冲电压，停止对惠斯顿电桥电压供应，整体进入下降区间，ADC采样停止。通过对常规电桥的修改，引入脉冲测量方式后，可大幅提升惠斯顿电桥驱动电压，提升灵敏度，同时降低测量功耗，大幅降低长期直流供电带来的发热问题。

技术领域

本发明涉及仪器仪表检测技术领域，具体涉及一种高压激励的惠斯顿电桥测量方法。

背景技术

惠斯顿电桥是常见应力应变测量中很重要的一项关键技术，惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路，这四个电阻分别叫做电桥的桥臂，惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化。常用于各种称重，医疗设备等弱信号的采集。

由于惠斯顿电桥平衡电桥的原理。系统具有非常高的灵敏度，通过仪表放大器之后能够输出非常好的信号。但如果被测元件灵敏度不够高，即使经过仪表放大器之后的信号依然达不到理想的要求。最简单的办法就是提升电桥的电压。从而提高传感电阻的灵敏度。而直接提高电压会导致整个惠斯顿剑桥发热量增大。甚至带来温漂等因素的影响。功率过大则会烧毁桥臂电阻，如何在控制发热量的前提和功耗的前提下。有效的提高测量灵敏度成为关键的解决方法。

发明内容

本发明提供了一种高压激励的惠斯顿电桥测量方法，解决了以上所述的惠斯顿电桥测量灵敏度低的技术问题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种高压激励的惠斯顿电桥测量方法，包括以下步骤：

S1，将惠斯顿电桥的桥臂固定电压变换为激励脉冲电压，取消固定电压供给，并跟随被测量设备灵敏度系数动态调节所述激励脉冲的激励电压的幅度；

S2，当所述激励脉冲电压进入平稳保持区间时，开启ADC采样；

S3，当数据采样完成，触发关断惠斯登电桥的激励脉冲电压，停止对电桥电压供应，整体进入下降区间，ADC采样停止。

优选地，所述S1具体包括：若检测到被测量设备的当前信号灵敏度较低时，提高激励脉冲的激励幅度，使得桥压输出差值变大，达到提高测量灵敏度的目的；若检测到被测量设备的当信号灵敏度较高时，降低激励脉冲的激励电压以降低灵敏度。

优选地，所述S1具体包括：动态调整激励电压的幅度，当被测信号幅度较小时，施加一个较高的电压，提升灵敏度；当被测信号幅度较大时，施加一个较小的电压，避免ADC电压饱和。

优选地，所述激励脉冲的脉冲频率与所述ADC采样频率同步。

优选地，所述激励脉冲的激励电压为可控压摆率的上升波。

优选地，所述S1与S2之间还包括：动态调整激励电压的频率以匹配ADC的采样周期，在高密度采集时，提高所述激励脉冲的输出频率，在休眠或者低密度采集时，降低所述激励脉冲的输出频率，达到最高的效能比。

优选地，所述S2具体包括：在所述激励脉冲的上升沿及下降沿过程中，控制压摆率的变化幅度在预设范围内，避免正弦波激励带来的震荡问题。

有益效果：本发明提供了一种高压激励的惠斯顿电桥测量方法，包括以下步骤：S1，将惠斯顿电桥的桥臂固定电压变换为激励脉冲电压，取消固定电压供给，并跟随被测量设备灵敏度系数动态调节所述激励脉冲的激励电压的幅度；S2，当所述激励脉冲电压进入平稳保持区间时，开启ADC采样；S3，当数据采样完成，触发关断惠斯登电桥的激励脉冲电压，停止对惠斯顿电桥电压供应，整体进入下降区间，ADC采样停止。通过对常规电桥的修改，引入脉冲测量方式后，可大幅提升惠斯顿电桥驱动电压，提升灵敏度，同时降低测量功耗，大幅降低长期直流电功耗带来的发热问题。