對稱恒流源激勵技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
對稱恒流源激勵技術(shù)的實例教程
對稱恒流激勵技術(shù)是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術(shù), 適用于單臂電橋。橋路的恒流激勵不受導(dǎo)線電阻的影響，長導(dǎo)線測試時不會影響測量靈敏度，如圖3所示。
圖3 歸一化測量靈敏度與導(dǎo)線電阻Rext的關(guān)系
另外，與單端恒流源激勵方式或傳統(tǒng)的恒壓源激勵方式相比，對稱恒流激勵技術(shù)使測量噪聲大幅度減小。為了測試靜電耦合模型，用一段3米雙絞線電纜連接遠處一個1KΩ的應(yīng)變計上。擴展導(dǎo)線從導(dǎo)管中穿過，緊貼一根未屏蔽的二芯導(dǎo)線，二線導(dǎo)線中通入測試信號，用以表現(xiàn)耦合量級和噪音頻率的關(guān)系。如圖4所示，單端惠斯通電橋或單端恒流的噪聲耦合每倍頻程增加6dB。對于耦合電容約為16.4pF/m的測量結(jié)果是一致的。在所有測試頻率上，對稱恒流激勵方式將有效耦合噪聲削減了約40dB。
圖4 非屏蔽二芯電纜的噪聲耦合測試
漢航VS08板卡
對稱恒流源激勵技術(shù)提供一種使用2/4線連接、單應(yīng)變計方式下精確測量動靜態(tài)應(yīng)變的方法。與單端恒流源或使用單臂惠斯通橋的結(jié)構(gòu)相比，對稱恒流激勵使得應(yīng)變計在任何導(dǎo)線電阻下都能得到精確的激勵，由于高阻抗測量輸入的只是應(yīng)變信號，雙絞線對稱布局接法消除了應(yīng)變計靈敏度下降和零點漂移誤差，而不用擔(dān)心導(dǎo)線的匹配特性。
展開 四、高溫測量環(huán)境下，存在較大的靜電噪聲和電磁噪聲，而應(yīng)變計處于非屏蔽工作環(huán)境，對各種干擾源比較敏感，常規(guī)方法測量會導(dǎo)致測量結(jié)果不可用。
針對以上問題，在高溫環(huán)境下的應(yīng)變計測量，最佳方式是采用對稱恒流源激勵技術(shù)。
對稱恒流源激勵技術(shù)
對稱恒流源激勵技術(shù)是采用一對完全匹配的電流源作為應(yīng)變片的激勵源，并使用一個差分放大器來測量應(yīng)變計兩端的電壓值差，如圖1所示。從圖1中可以看出，它使用兩個匹配的電流源形成“推-拉”的結(jié)構(gòu)，一個往應(yīng)變計“灌入”電流，另一個從應(yīng)變計“拉出”電流。這兩個匹配的電流源通過雙絞屏蔽電纜連接到輸入端并流過Rgage應(yīng)變計。這種電路結(jié)構(gòu)在物理和電子學(xué)方面都是對稱的，因此具有很強的共模噪聲抑制能力。另外，根據(jù)雙級功率源共地的特點，應(yīng)變計的直流電壓是對稱的，與單端電流源方法相比，對稱設(shè)計具有兩倍的信號一致性范圍。在4線模式下，高輸入阻抗的應(yīng)變計信號傳輸線±signal將差分放大器的輸入端直接連接到應(yīng)變計兩端，由于差分放大器具有極高的輸入阻抗，應(yīng)變計測量線上沒有電流流過，因此用于傳輸應(yīng)變計激勵的導(dǎo)線中的電流并不會引起激勵電流的下降，應(yīng)變計測量數(shù)據(jù)將不會受到影響。對動態(tài)測量，2/4-wire開關(guān)可以設(shè)置成2線方式，輸入可以是AC耦合，即只有應(yīng)變計的動態(tài)波動被允許放大。由于差分放大器輸入是一對對稱平衡的差分信號，使得差分放大器具有極高的共模噪聲抑制能力，允許使用同一片應(yīng)變計進行靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)的測量。
圖1 對稱恒流源連接圖
對稱恒流源激勵技術(shù)的優(yōu)點
優(yōu)點1：采用對稱恒流激勵技術(shù)，因為恒流激勵不會受到電纜長度、阻值的影響，可以保證測量靈敏度和線性度。
優(yōu)點2：對稱布局提供了更多的優(yōu)點：在圖1中我們能看到，就作用于應(yīng)變計和互聯(lián)電纜的干擾噪聲源而言，差分放大器的兩個連接輸入端，無論是物理特性、還是電氣特性，都是對稱的。
展開 Mind X10具有8個采集通道，內(nèi)置多種信號調(diào)理：IEPE/電壓/電荷/應(yīng)變（支持對稱恒流源激勵）/CVLD（支持恒壓源激勵）。恒壓源激勵可編程輸入0V，10V或15V，適用于電磁干擾嚴(yán)重的環(huán)境應(yīng)用。
Mind X10應(yīng)變調(diào)理模塊具有對稱恒流源激勵技術(shù)，對稱恒流激勵技術(shù)是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術(shù), 適用于單臂橋路。給橋路的激勵不受導(dǎo)線電阻的影響，測量噪聲大幅度減小，信號頻率越高，降噪效果越明顯。連續(xù)的平衡電流：0mA，5mA，10mA，15mA，20mA，真正的橋路平衡恢復(fù)了標(biāo)稱電橋阻抗，將高應(yīng)變水平的電橋非線性降至最低，而不影響電橋靈敏度。
振動噪聲、高速旋轉(zhuǎn)機械實時測量分析需要更高的采樣率和分析帶寬，以便能夠?qū)崟r高分辨率處理瞬態(tài)數(shù)據(jù)。Mind X10硬件每通道裝備24位sigma-delta A/D 轉(zhuǎn)換器、每通道204.8kHz的采樣率或更高，每通道可獨立設(shè)置不同采樣率。經(jīng)國家一級計量單位檢定，其性能指標(biāo)優(yōu)于國家一級標(biāo)準(zhǔn)并具有卓越的可靠性。
Mind X10可與漢航公司的NTS.LAB軟件（支持國產(chǎn)操作系統(tǒng)）組成高精度、高性能的結(jié)構(gòu)動力學(xué)測試分析系統(tǒng)，亦可方便的導(dǎo)入、導(dǎo)出第三方數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和生成結(jié)果報告。
供電安全
漢航充分考慮各種復(fù)雜的試驗工況，結(jié)合Mind X10的低功耗特性--其功耗僅為8W，特為Mind X10配備了嵌入式電源模塊，工程師可根據(jù)試驗需求為Mind X10選配電源模塊。在無外部供電的情況下，Mind X10可持續(xù)工作10小時，確保在突然斷電或外場無供電工況下測試任務(wù)能夠安全可靠的完成。
級聯(lián)擴展
大型精密結(jié)構(gòu)試驗意味著更多的測量或監(jiān)測通道同步采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，隨著用戶對成本控制的高度關(guān)注，越來越多的測試產(chǎn)品向模塊化、集成化、可擴展化發(fā)展。
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Mind X10應(yīng)變調(diào)理模塊具有對稱恒流源激勵技術(shù)，對稱恒流激勵技術(shù)是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術(shù), 適用于單臂橋路。給橋路的激勵不受導(dǎo)線電阻的影響，測量噪聲大幅度減小，信號頻率越高，降噪效果越明顯。連續(xù)的平衡電流: 0mA，5mA，10mA，15mA，20mA，真正的橋路平衡恢復(fù)了標(biāo)稱電橋阻抗，將高應(yīng)變水平的電橋非線性降至最低，而不影響電橋靈敏度。
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供電安全：
漢航充分考慮各種復(fù)雜的試驗工況，結(jié)合Mind X10的低功耗特性--其功耗僅為8W，特為Mind X10配備了嵌入式電源模塊，工程師可根據(jù)試驗需求為Mind X10選配電源模塊。在無外部供電的情況下，Mind X10可持續(xù)工作10小時，確保在突然斷電或外場無供電工況下測試任務(wù)能夠安全可靠的完成。
級聯(lián)擴展
大型精密結(jié)構(gòu)試驗意味著更多的測量或監(jiān)測通道同步采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，隨著用戶對成本控制的高度關(guān)注，越來越多的測試產(chǎn)品向模塊化、集成化、可擴展化發(fā)展。
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對稱恒流源激勵技術(shù)的最新內(nèi)容
針對以上問題，在高溫環(huán)境下的應(yīng)變計測量，最佳方式是采用對稱恒流源激勵技術(shù)。
對稱恒流源激勵技術(shù)
對稱恒流源激勵技術(shù)是采用一對完全匹配的電流源作為應(yīng)變片的激勵源，并使用一個差分放大器來測量應(yīng)變計兩端的電壓值差，如圖1所示。從圖1中可以看出，它使用兩個匹配的電流源形成“推-拉”的結(jié)構(gòu)，一個往應(yīng)變計“灌入”電流，另一個從應(yīng)變計“拉出”電流。
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對稱恒流源激勵技術(shù)
對稱恒流源激勵技術(shù)是采用一對完全匹配的電流源作為應(yīng)變片的激勵源，并使用一個差分放大器來測量應(yīng)變計兩端的電壓值差，如圖1所示。從圖1中可以看出，它使用兩個匹配的電流源形成“推-拉”的結(jié)構(gòu)，一個往應(yīng)變計“灌入”電流，另一個從應(yīng)變計“拉出”電流。這兩個匹配的電流源通過雙絞屏蔽電纜連接到輸入端并流過Rgage應(yīng)變計。
Mind X10應(yīng)變調(diào)理模塊具有對稱恒流源激勵技術(shù)，對稱恒流激勵技術(shù)是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術(shù), 適用于單臂橋路。給橋路的激勵不受導(dǎo)線電阻的影響，測量噪聲大幅度減小，信號頻率越高，降噪效果越明顯。連續(xù)的平衡電流：0mA，5mA，10mA，15mA，20mA，真正的橋路平衡恢復(fù)了標(biāo)稱電橋阻抗，將高應(yīng)變水平的電橋非線性降至最低，而不影響電橋靈敏度。
