3-तार लोड कोशिकाओं और एक बाथरूम पैमाने से गेहूं के पुल


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मैं एक 4H परियोजना के साथ शामिल हूं जो मधुमक्खी के छत्ते के साथ कुछ वजन माप लेने की तलाश में है और ऐसा करने के लिए कुछ 3-तार लोड सेंसर का पता लगाने की कोशिश कर रहा हूं।

मेरे पास एक बाथरूम के पैमाने से चार 3-तार सेंसर (लोड सेंसर / स्ट्रेन गेज) हैं (प्रत्येक सेंसर एक कोने में था)। प्रत्येक सेंसर में लाल, काले और सफेद तार होते हैं। लाल तार और काले या सफेद तार के बीच प्रतिरोध 1k ओम है। सफेद और काले तारों के बीच प्रतिरोध 2k ओम है (मेरे लोड कोशिकाओं पर लीड के बीच का प्रतिरोध और प्रत्येक R-> B = 1K, R-> W = 1K, B-> W = 2k) के साथ आया था।

इस वजह से, मुझे बताया गया था कि प्रत्येक 3-वायर लोड सेंसर एक व्हीटस्टोन ब्रिज के 1/2 का प्रतिनिधित्व करता है (प्रत्येक सेंसर जिसमें दो 1k प्रतिरोध पैर होते हैं)।

मैं सिंगल व्हीटस्टोन एप्लिकेशन के आसपास अपना सिर प्राप्त कर सकता हूं, लेकिन मैं उलझन में हूं कि दो गेलेस्टोन पुलों से बने पैमाने पर काम कैसे होगा। मेरा सवाल है, अगर ऐसा है, तो एक पैमाने पर दो व्हीटस्टोन पुलों की आवश्यकता क्यों होगी (याद रखें, सभी चार 3-तार सेंसर एक बाथरूम पैमाने से आए थे)?


तीन-तार वाले बाथरूम स्केल लोड सेंसर में दो प्रतिरोधक तत्व होते हैं, उनमें से एक बल संवेदनशील होता है और दूसरा नहीं। तुम्हारे साथ केंद्र नल लाल तार है, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि बल संवेदनशील एक R-> B या R-> W है।
डेव एक्स

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उस व्यक्ति ने आपको कुछ भ्रामक बताया। प्रत्येक सेंसर अच्छी तरह से एक पुल का आधा हो सकता है, लेकिन आप प्रत्येक सेंसर को दो तिमाहियों, या एक पुल के दो eighths के रूप में सोच सकते हैं और आप संतुलित, संवेदनशील पुल बनाने के लिए सेंसर के चर-प्रतिरोध भागों को वितरित करना चाहते हैं। वह उपाय जो आप चाहते हैं।
डेव एक्स

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याद रखें कि इन बाथरूम प्रकार स्केल सेंसर में अनिर्दिष्ट समय और तापमान बहाव है, ताकि इन-प्लेस अनुप्रयोगों के लिए आदर्श न हो। वे प्रत्येक पढ़ने से पहले फिर से शून्य करने का इरादा रखते हैं ताकि महंगे विकल्प बनाने से पहले उपकरणों को चिह्नित करने के लिए कुछ काम करें।
KalleMP

जवाबों:


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तनाव गेज तत्व एक सकारात्मक तनाव-संवेदनशील भाग और एक नकारात्मक तनाव-संवेदनशील भाग के साथ आते हैं। यदि आप उन्हें सावधानी से तार करते हैं तो वे चारों ओर फ़्लिप करते हैं ताकि तनाव संवेदनशील हिस्से पुल को असंतुलित कर दें, आप बिना किसी अतिरिक्त प्रतिरोध के सभी चार सेंसर का उपयोग कर सकते हैं। http://www.nerdkits.com/forum/thread/900/ पर ब्लॉग पोस्ट के लिए जोंक के लिंक में मोंगो के आरेख (नीचे कॉपी) के साथ एक अच्छा संकेत है, और जोंक के जवाब पर user37977 टिप्पणियों से भी मदद मिलती है।

मूल रूप से, गेहूँ के पत्थर के पुल के दो तिरछे-विपरीत भाग श्रृंखला में तार किए गए दो गेजों के सकारात्मक-तनाव तत्वों द्वारा निर्मित होते हैं, जबकि पुल के अन्य दो किनारे दो नकारात्मक-तनाव तत्वों से बनते हैं।

सभी सकारात्मक-तनाव सेंसर पर संपीड़न के साथ, सक्रिय प्रतिरोध कम हो जाता है, और यह पुल को एक तरह से संतुलन से बाहर खींचता है, और तनाव के तहत, सकारात्मक-तनाव प्रतिरोध में वृद्धि होती है, पुल को दूसरे तरीके से संतुलन से बाहर खींचती है।

ब्लॉग पोस्ट से मोंडो की तस्वीर

अधिकतम प्रतिरोध, रंग मिलान और शुरू में केंद्र नल तारों की अनदेखी के साथ एक बड़ी अंगूठी में सभी चार सेंसर तार। दो विपरीत केंद्र नल को E + और E- के रूप में चुनें, और शेष दो केंद्र नल S +, S- के रूप में चुनें। ऊपर के आरेख से E + / E- पर उत्तेजना वोल्टेज डालें और S + / S- के पार एक बल-संवेदनशील वोल्टेज अंतर पढ़ें।

एक अच्छे योजनाबद्ध और Arduino लियोनार्डो + 3 तार लोड सेल + INA125P के लिए https://electronics.stackexchange.com/a/75717/30711 देखें - गेहूं के पत्थर के पुल में संयोजन तारों के तारों के आरेख के लिए एनालॉग सिग्नल उछाल / शोर

संपादित करें: वास्तव में, मैं अनिश्चित हूं कि ओपी के तीन वायर लोड सेल में केवल एक सक्रिय तनाव गेज है जैसा कि मोंगो के आरेख में है। अगर वे SparkFun के https://www.sparkfun.com/products/10245 या Ebay की http://www.ebay.com/itm/4pcs-Body-Load-Scale-Weighing-ensor-Resistance से 50kg लोड सेल की तरह हैं -स्ट्रेन-हाफ-ब्रिज-सेंसर्स -50 किग्रा / / 251873576571 वे mught एक संपीड़न और तनाव गेज दोनों शीर्ष सतह पर है। Ebay साइट में एक आरेख है जैसे:

तीन-तार 50 किलो लोड सेल ... जो लाल-सफेद पर एक सकारात्मक तनाव गेज और लाल-काले पर एक नकारात्मक तनाव को इंगित करता है। (ध्यान दें कि इस चित्र में रंग क्रम इस चित्र में रंग क्रम से मेल नहीं खाता है। मेरे पास नीले-लाल-काले रंगों के साथ समान गेज है, और सकारात्मक तनाव गेज सही जोड़ी है, बाईं ओर नकारात्मक है।) सेंसर के आमने-सामने युग्मित 'ई' के बीच के केंद्र बार की सतह को समानांतर बार की तरह काम करना चाहिए और इसमें संपीड़न के तहत और तनाव के बजाय विशुद्ध रूप से तनाव के तहत भाग होते हैं। क्रॉस-सेक्शन में, केंद्र में गेज किया गया बार जेड-आकार के वसंत में क्रॉस-पीस की तरह होता है। इस मामले में, उपभेद एक दूसरे का विरोध करते हैं, और, यदि अच्छी तरह से निर्मित होता है, नकारात्मक तनाव वाले हिस्से में प्रतिरोध की कमी सकारात्मक तनाव वाले हिस्से में प्रतिरोध में वृद्धि को ऑफसेट करेगी और कुल सफेद-काला प्रतिरोध निरंतर होना चाहिए। एक को अभी भी पुल स्थापित करने की आवश्यकता है ताकि वोल्टेज डिवाइडर जोड़ा लोड के साथ विपरीत दिशाओं में आगे बढ़े, और एक सफेद-से-सफेद और काले-से-काले लूप में वायर्ड 4 डिवाइस ऊपर की तरह काम करें।

यहां G1 G2, G3, G4 के रूप में उपरोक्त चश्मे के साथ 1-4 गेज के साथ एक योजनाबद्ध है, G1 और G3 रेड्स पर एक उत्तेजना लागू करते हैं, और G2 और G4 रेड्स से संकेतों को पढ़ते हैं। G4 गेज कुछ सकारात्मक तनाव के साथ थोड़ा भरा हुआ है जिससे G4 + प्रतिरोध बढ़ रहा है, और कुछ नकारात्मक तनाव G4- प्रतिरोध को कम करता है। आदर्श रूप से, 25kg के साथ G4 लोड करने से इसकी 2.5V उत्तेजना वोल्टेज में 0.5mV / V गुना उत्पादन होगा, जो कि Sig + / Sig- पर 1.250mV का उत्पादन करेगा, और R8 को 1001 ओम तक खींचकर और दिखाए गए R7 से 999 ओम तक संपीड़ित करेगा। 20 V (= 2 * 10V) विनिर्देशन के लिए V1 को बढ़ाकर 4 के कारक से संवेदनशीलता बढ़ सकती है (योजनाबद्ध / सिम्युलेटर चीज़ बहुत अच्छी है।)

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

केवल दो उपकरणों के साथ, एक को सफेद-से-काले और काले से सफेद को हुक करना चाहिए, इन दो जंक्शनों के बीच से एक उत्तेजना वोल्टेज लगाना, और लाल रंग के अंतर को पढ़ना, क्योंकि बढ़ा हुआ लोड एक तरफ उच्च और दूसरी तरफ कम खींचता है।


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यदि सभी आधे-पुल सेंसर ने अपने प्रतिरोध को ठीक उसी तरह बदल दिया, जब एक लोड लागू किया गया था, तो क्या आप देख सकते हैं कि उन्हें समानांतर में रखा जा सकता है - प्रभावी अंत-टू-एंड प्रतिरोध 2 कोहम से 1 कोहम तक गिर जाएगा लेकिन वह एक पुल माप सर्किट के लिए कोई परिणाम नहीं। यहां तक ​​कि अगर दो समानांतर उपकरणों के बीच प्रतिरोध में असमानताएं हैं, तो मैं इस बात पर शर्त लगाता हूं कि यह त्रुटिहीन है।

हो सकता है कि उन्होंने दो व्हीटस्टोन पुलों और दो अंतर एम्पलीफायरों का इस्तेमाल किया और औसत प्राप्त करने के लिए संकेतों को आंतरिक रूप से अभिव्यक्त किया, लेकिन मुझे संदेह है क्योंकि लागत उनके लिए एक मुद्दा होगा।

वे दो अर्ध-पुलों और दो डमी लोड कोशिकाओं का उपयोग क्यों नहीं कर सकते थे? यह संभवत: चार आधे पुलों का उपयोग करने के लिए सस्ता और अधिक सटीक है।


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यह एक उत्तर है या एक अनुमान है? एक बाथरूम पैमाने पर कुल वजन प्रत्येक समर्थन पर वजन का योग है (जो कि आवश्यक नहीं हैं), और पैमाने पर कदम या बंद करते समय अधिकतम स्थिरता के लिए चार समर्थन का उपयोग किया जाता है। इसलिए, चार लोड कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है, और उनके आउटपुट उचित रूप से अभिव्यक्त किए जाते हैं।
डेव ट्वीड

@DaveTweed नहीं यह कोई अनुमान नहीं है। मैंने पहले समानांतर में गेज का उपयोग किया है और वे ठीक काम करते हैं।
एंडी उर्फ

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फिर यह कैसे "सभी शर्त", "हो सकता है", "मुझे संदेह है", "शायद", आदि को खत्म करने के लिए इसे फिर से दर्ज करना है?
डेव ट्वीड

@DaveTweed यह कुछ समय पहले (शायद 1990 के बारे में) था और मुझे याद नहीं आ रहा है कि त्रुटि सामग्री कैसे बाहर रखी गई और इसे गैर-रेखीय मुआवजे की आवश्यकता थी या नहीं। मुझे नहीं लगता कि इस क्षेत्र में मेरी शंकाओं को देखते हुए, क्योंकि मैंने एक सिम्युलेटर के सामने बैठकर (आलसी तरीके से) यह नहीं सोचा था कि मैं इसे छोड़ दूंगा क्योंकि यह तब तक है जब तक मैं निश्चित नहीं हूं।
एंडी उर्फ

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मुझे लगता है कि ओमेगा एक संभावित स्पष्टीकरण और योजनाबद्ध पर चर्चा कर सकता है।

अधिकतम संवेदनशीलता और तापमान मुआवजा प्राप्त करने के लिए चार स्ट्रेन गेज का उपयोग किया जाता है। गेज के दो आमतौर पर तनाव में होते हैं, और दो संपीड़न में, और मुआवजे के समायोजन के साथ वायर्ड होते हैं जैसा कि चित्र 7-2 (एड: नीचे देखें) में दिखाया गया है। जब वजन लगाया जाता है, तो तनाव अनुपात में गेज के विद्युत प्रतिरोध को बदल देता है। लोड करने के लिए।

ओमेगा स्ट्रेन गेज आरेख

उपरोक्त विवरण के लिए ओमेगा से स्रोत

मुझे 2010 से एक ब्लॉग भी मिला जो मदद कर सकता है।
तीन-तार स्केल को हैक करने पर ब्लॉग


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ब्लॉग के नीचे से सर्किट एक संभावना की तरह दिखता है। वह सुझाव दे रहा है कि चार 3-वायर लोड सेल वास्तव में एक बड़े गेहूं के पत्थर के पुल में चढ़ जाते हैं, गोरों को एक साथ तार दिया जाता है, अश्वेतों को एक साथ तार दिया जाता है और लाल को ई +, ई-, एस +, एस- के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है। उस पर कभी चिंतन नहीं किया। मैं देखता हूँ कि काम करता है (उम्मीद है कि सप्ताहांत में)। जानकारी के लिए धन्यवाद।
1937 पर user37997

हाँ, उस एक ने मेरा ध्यान आकर्षित किया!
जोंक

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मुझे आश्चर्य है कि क्या यह मायने रखता है कि S + & S- (पैर की अंगुली या एड़ी वाले) के लिए कौन से लाल तारों का उपयोग किया जाता है और कौन सा E + & E- के लिए उपयोग किया जाता है?
user37997

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कोई बात नहीं होनी चाहिए। यह सममित है और चिंता करने के लिए कोई पीएन जंक्शन नहीं हैं। हालांकि, इसका अधिकतम लाभ उठाने के लिए आपको संभवतः एक सर्किट की आवश्यकता होगी। सिर्फ एक एडीसी इनपुट और कोड नहीं।
जोंक

यदि सभी गेज सभी तनाव में हैं, या सभी गेज संपीड़न में हैं, तो आपको सावधान रहना होगा कि आप उन्हें कैसे कनेक्ट करते हैं ताकि वे एक दूसरे को रद्द न करें। इस बारे में ब्लॉग पोस्ट आरेख अच्छा है - ई + और एस के बीच दो तनाव-संवेदनशील रुपये हैं, और ई-एस और एस + के बीच दो तनाव-संवेदनशील रुपये हैं, दूसरे पैरों पर असंवेदनशील लोगों के साथ। फिर, यदि गेज एक ही समय में सभी संपीड़ित करता है, तो आर ड्रॉप होता है, और S- को E + की ओर खींचा जाता है और S + को E- से खींचा जाता है। या तनाव के साथ इसके विपरीत। ठंडा।
डेव एक्स

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आप इन कार्यों को कैसे करते हैं, प्रत्येक स्ट्रेंथ गैराज को एक पूर्ण गेहूँ के पुल में तय किया जाता है ताकि दूसरे आधे हिस्से को बनाने के लिए 1k प्रतिरोधों का उपयोग किया जा सके। इस तरह से तराजू चारों कोनों पर वजन लेता है और उन्हें प्लेट पर कुल वजन देने के लिए जोड़ता है।

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