對稱恒流源激勵
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
對稱恒流源激勵的實例教程
對稱恒流激勵技術是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術, 適用于單臂電橋。橋路的恒流激勵不受導線電阻的影響，長導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線電阻Rext的關系
另外，與單端恒流源激勵方式或傳統的恒壓源激勵方式相比，對稱恒流激勵技術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的應變計上。擴展導線從導管中穿過，緊貼一根未屏蔽的二芯導線，二線導線中通入測試信號，用以表現耦合量級和噪音頻率的關系。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提供一種使用2/4線連接、單應變計方式下精確測量動靜態應變的方法。與單端恒流源或使用單臂惠斯通橋的結構相比，對稱恒流激勵使得應變計在任何導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變信號，雙絞線對稱布局接法消除了應變計靈敏度下降和零點漂移誤差，而不用擔心導線的匹配特性。
展開 四、高溫測量環境下，存在較大的靜電噪聲和電磁噪聲，而應變計處于非屏蔽工作環境，對各種干擾源比較敏感，常規方法測量會導致測量結果不可用。
針對以上問題，在高溫環境下的應變計測量，最佳方式是采用對稱恒流源激勵技術。
對稱恒流源激勵技術
對稱恒流源激勵技術是采用一對完全匹配的電流源作為應變片的激勵源，并使用一個差分放大器來測量應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”的結構，一個往應變計“灌入”電流，另一個從應變計“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應變計。這種電路結構在物理和電子學方面都是對稱的，因此具有很強的共模噪聲抑制能力。另外，根據雙級功率源共地的特點，應變計的直流電壓是對稱的，與單端電流源方法相比，對稱設計具有兩倍的信號一致性范圍。在4線模式下，高輸入阻抗的應變計信號傳輸線±signal將差分放大器的輸入端直接連接到應變計兩端，由于差分放大器具有極高的輸入阻抗，應變計測量線上沒有電流流過，因此用于傳輸應變計激勵的導線中的電流并不會引起激勵電流的下降，應變計測量數據將不會受到影響。對動態測量，2/4-wire開關可以設置成2線方式，輸入可以是AC耦合，即只有應變計的動態波動被允許放大。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，允許使用同一片應變計進行靜態和動態數據的測量。
圖1 對稱恒流源連接圖
對稱恒流源激勵技術的優點
優點1：采用對稱恒流激勵技術，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。
優點2：對稱布局提供了更多的優點：在圖1中我們能看到，就作用于應變計和互聯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，內置多種信號調理：IEPE/電壓/電荷/應變（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，適用于電磁干擾嚴重的環境應用。
Mind X10應變調理模塊具有對稱恒流源激勵技術，對稱恒流激勵技術是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術, 適用于單臂橋路。給橋路的激勵不受導線電阻的影響，測量噪聲大幅度減小，信號頻率越高，降噪效果越明顯。連續的平衡電流：0mA，5mA，10mA，15mA，20mA，真正的橋路平衡恢復了標稱電橋阻抗，將高應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，以便能夠實時高分辨率處理瞬態數據。Mind X10硬件每通道裝備24位sigma-delta A/D 轉換器、每通道204.8kHz的采樣率或更高，每通道可獨立設置不同采樣率。經國家一級計量單位檢定，其性能指標優于國家一級標準并具有卓越的可靠性。
Mind X10可與漢航公司的NTS.LAB軟件（支持國產操作系統）組成高精度、高性能的結構動力學測試分析系統，亦可方便的導入、導出第三方數據進行數據分析和生成結果報告。
供電安全
漢航充分考慮各種復雜的試驗工況，結合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能夠安全可靠的完成。
級聯擴展
大型精密結構試驗意味著更多的測量或監測通道同步采集數據和分析數據，隨著用戶對成本控制的高度關注，越來越多的測試產品向模塊化、集成化、可擴展化發展。
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