Kantamittarin antureilla mitataan voimaa tai kuormitusta muuntamalla mekaaninen muodonmuutos sähköiseksi signaaliksi. Kuormallisen ulostulojännitteen laskemiseen kuuluu painemittarin ominaisuuksien ja virtapiirin konfiguroinnin ymmärtäminen. Tämä opas tarjoaa yksinkertaisen menetelmän lähtöjännitteen määrittämiseksi kuorman kohdistuessa.

Perusperiaatteiden ymmärtäminen

Säiemittarin muunnin toimii tyypillisesti sillä periaatteella, että muodonmuutos aiheuttaa muutoksen sähkövastus. Tämä muutos mitataan Wheatstonen siltapiirillä, joka muuntaa vastusvaihtelut jännitesignaaliksi. Lähtöjännite on suhteessa mittarin kokemaan jännitteeen.

Lasketaan kanta kuormasta

Ensimmäinen vaihe on määrittää käytetyn kuormituksen aiheuttama kanta (ε).

]ε = (ΔL) / L

jossa ΔL on kuormasta johtuva pituudessa tapahtuva muutos ja L on materiaalin alkuperäinen pituus. Kanta on tyypillisesti hyvin pieni, usein mikrokanta-alueella.

Tulostusjännitteen laskeminen

Painemittarin piirin lähtöjännite (Vout) voidaan laskea seuraavan suhteen avulla:

]V[]out[] = (V[]ex / 4) * GF * ε[]

jossa V[ex on Wheatstonen sillalle toimitettu jännite, GF on ulottumakerroin (rasitusmittarin ominaisuus) ja ε on aiemmin laskettu kanta.

Esimerkkilaskenta

Oletetaan, että painemittari, jonka ulottumakerroin on 2.0, toimii 10V:n jänniteellä. Jos käytetty kuormitus aiheuttaa 500 mikrostrainin (0,0005) kannan, lähtöjännite on:

]V[out = (10 / 4) * 2,0 * 0.005 = 2,5 mV

Tämä jännite edustaa painemittarin tuottaman sähköisen signaalin määrää.