對(duì)稱恒流源激勵(lì)的案例
漢航VS08板卡--基于對(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)的高溫動(dòng)靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量
對(duì)稱恒流激勵(lì)技術(shù)是一種真正能抑制共模干擾信號(hào)的對(duì)稱輸入技術(shù), 適用于單臂電橋。橋路的恒流激勵(lì)不受導(dǎo)線電阻的影響，長(zhǎng)導(dǎo)線測(cè)試時(shí)不會(huì)影響測(cè)量靈敏度，如圖3所示。
圖3 歸一化測(cè)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(lì)方式或傳統(tǒng)的恒壓源激勵(lì)方式相比，對(duì)稱恒流激勵(lì)技術(shù)使測(cè)量噪聲大幅度減小。為了測(cè)試靜電耦合模型，用一段3米雙絞線電纜連接遠(yuǎn)處一個(gè)1KΩ的應(yīng)變計(jì)上。擴(kuò)展導(dǎo)線從導(dǎo)管中穿過(guò)，緊貼一根未屏蔽的二芯導(dǎo)線，二線導(dǎo)線中通入測(cè)試信號(hào)，用以表現(xiàn)耦合量級(jí)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(duì)于耦合電容約為16.4pF/m的測(cè)量結(jié)果是一致的。在所有測(cè)試頻率上，對(duì)稱恒流激勵(lì)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(cè)試
漢航VS08板卡
對(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)提供一種使用2/4線連接、單應(yīng)變計(jì)方式下精確測(cè)量動(dòng)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(duì)稱恒流激勵(lì)使得應(yīng)變計(jì)在任何導(dǎo)線電阻下都能得到精確的激勵(lì)，由于高阻抗測(cè)量輸入的只是應(yīng)變信號(hào)，雙絞線對(duì)稱布局接法消除了應(yīng)變計(jì)靈敏度下降和零點(diǎn)漂移誤差，而不用擔(dān)心導(dǎo)線的匹配特性。
展開 高溫動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試
四、高溫測(cè)量環(huán)境下，存在較大的靜電噪聲和電磁噪聲，而應(yīng)變計(jì)處于非屏蔽工作環(huán)境，對(duì)各種干擾源比較敏感，常規(guī)方法測(cè)量會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不可用。
針對(duì)以上問(wèn)題，在高溫環(huán)境下的應(yīng)變計(jì)測(cè)量，最佳方式是采用對(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)。
對(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)
對(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)是采用一對(duì)完全匹配的電流源作為應(yīng)變片的激勵(lì)源，并使用一個(gè)差分放大器來(lái)測(cè)量應(yīng)變計(jì)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(gè)匹配的電流源形成“推-拉”的結(jié)構(gòu)，一個(gè)往應(yīng)變計(jì)“灌入”電流，另一個(gè)從應(yīng)變計(jì)“拉出”電流。這兩個(gè)匹配的電流源通過(guò)雙絞屏蔽電纜連接到輸入端并流過(guò)Rgage應(yīng)變計(jì)。這種電路結(jié)構(gòu)在物理和電子學(xué)方面都是對(duì)稱的，因此具有很強(qiáng)的共模噪聲抑制能力。另外，根據(jù)雙級(jí)功率源共地的特點(diǎn)，應(yīng)變計(jì)的直流電壓是對(duì)稱的，與單端電流源方法相比，對(duì)稱設(shè)計(jì)具有兩倍的信號(hào)一致性范圍。在4線模式下，高輸入阻抗的應(yīng)變計(jì)信號(hào)傳輸線±signal將差分放大器的輸入端直接連接到應(yīng)變計(jì)兩端，由于差分放大器具有極高的輸入阻抗，應(yīng)變計(jì)測(cè)量線上沒(méi)有電流流過(guò)，因此用于傳輸應(yīng)變計(jì)激勵(lì)的導(dǎo)線中的電流并不會(huì)引起激勵(lì)電流的下降，應(yīng)變計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)將不會(huì)受到影響。對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)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(jì)的動(dòng)態(tài)波動(dòng)被允許放大。由于差分放大器輸入是一對(duì)對(duì)稱平衡的差分信號(hào)，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(jì)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量。
圖1 對(duì)稱恒流源連接圖
對(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)1：采用對(duì)稱恒流激勵(lì)技術(shù)，因?yàn)?em>恒流激勵(lì)不會(huì)受到電纜長(zhǎng)度、阻值的影響，可以保證測(cè)量靈敏度和線性度。
優(yōu)點(diǎn)2：對(duì)稱布局提供了更多的優(yōu)點(diǎn)：在圖1中我們能看到，就作用于應(yīng)變計(jì)和互聯(lián)電纜的干擾噪聲源而言，差分放大器的兩個(gè)連接輸入端，無(wú)論是物理特性、還是電氣特性，都是對(duì)稱的。
展開 漢航Mind X10小型堅(jiān)固數(shù)采
Mind X10具有8個(gè)采集通道，內(nèi)置多種信號(hào)調(diào)理：IEPE/電壓/電荷/應(yīng)變（支持對(duì)稱恒流源激勵(lì)）/CVLD（支持恒壓源激勵(lì)）。恒壓源激勵(lì)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(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)，對(duì)稱恒流激勵(lì)技術(shù)是一種真正能抑制共模干擾信號(hào)的對(duì)稱輸入技術(shù), 適用于單臂橋路。給橋路的激勵(lì)不受導(dǎo)線電阻的影響，測(cè)量噪聲大幅度減小，信號(hào)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(dòng)噪聲、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械實(shí)時(shí)測(cè)量分析需要更高的采樣率和分析帶寬，以便能夠?qū)崟r(shí)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(dú)立設(shè)置不同采樣率。經(jīng)國(guó)家一級(jí)計(jì)量單位檢定，其性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家一級(jí)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(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)）組成高精度、高性能的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)分析和生成結(jié)果報(bào)告。
供電安全
漢航充分考慮各種復(fù)雜的試驗(yàn)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(yàn)需求為Mind X10選配電源模塊。在無(wú)外部供電的情況下，Mind X10可持續(xù)工作10小時(shí)，確保在突然斷電或外場(chǎng)無(wú)供電工況下測(cè)試任務(wù)能夠安全可靠的完成。
級(jí)聯(lián)擴(kuò)展
大型精密結(jié)構(gòu)試驗(yàn)意味著更多的測(cè)量或監(jiān)測(cè)通道同步采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，隨著用戶對(duì)成本控制的高度關(guān)注，越來(lái)越多的測(cè)試產(chǎn)品向模塊化、集成化、可擴(kuò)展化發(fā)展。
展開 小型堅(jiān)固數(shù)據(jù)采集硬件--漢航Mind X10
Mind X10具有8個(gè)采集通道，內(nèi)置多種信號(hào)調(diào)理：IEPE/電壓/電荷/應(yīng)變（支持對(duì)稱恒流源激勵(lì)）/CVLD（支持恒壓源激勵(lì)）。恒壓源激勵(lì)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(duì)稱恒流源激勵(lì)技術(shù)，對(duì)稱恒流激勵(lì)技術(shù)是一種真正能抑制共模干擾信號(hào)的對(duì)稱輸入技術(shù), 適用于單臂橋路。給橋路的激勵(lì)不受導(dǎo)線電阻的影響，測(cè)量噪聲大幅度減小，信號(hào)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(dòng)噪聲、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械實(shí)時(shí)測(cè)量分析需要更高的采樣率和分析帶寬，以便能夠?qū)崟r(shí)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(dú)立設(shè)置不同采樣率。經(jīng)國(guó)家一級(jí)計(jì)量單位檢定，其性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家一級(jí)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(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)）組成高精度、高性能的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)分析和生成結(jié)果報(bào)告。
供電安全：
漢航充分考慮各種復(fù)雜的試驗(yàn)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(yàn)需求為Mind X10選配電源模塊。在無(wú)外部供電的情況下，Mind X10可持續(xù)工作10小時(shí)，確保在突然斷電或外場(chǎng)無(wú)供電工況下測(cè)試任務(wù)能夠安全可靠的完成。
級(jí)聯(lián)擴(kuò)展
大型精密結(jié)構(gòu)試驗(yàn)意味著更多的測(cè)量或監(jiān)測(cè)通道同步采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，隨著用戶對(duì)成本控制的高度關(guān)注，越來(lái)越多的測(cè)試產(chǎn)品向模塊化、集成化、可擴(kuò)展化發(fā)展。
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