图1:应变计实质上是一个有着4个电阻的桥电路,电路两端的电压会随着金属板弯曲变形而发生改变。
我们将重点关注这些误差来源:
耦合进传感器信号的射频干扰(RFI)
耦合进传感器信号的50/60Hz电源
数据采集系统的内部噪声
热漂移和传感器不稳定性
测试装置
正常情况下,传感器通过一根屏蔽电缆连接到数据采集系统。然而出于演示射频干扰(无线电波耦合进信号线)的目的,我们切断了IN+导线,并引入了一个入侵信号和一个函数发生器。函数发生器的5Vrms输出连接到一根围着传感器IN+导线绕了10圈的裸导线。我们还在函数发生器输出端串联了一个270Ω的电阻,便于通过入侵线圈产生18mA的电流(5Vrms/270=18mArms).
我们还在第二个测量通道上连接了一个假的传感器,这个传感器与称重传感器有相同的电气特性。它包含4个在电缆末端悬浮于空中的独立薄膜电阻,函数发生器也采用与称重传感器相同的方式连接。源阻抗越高,耦合进来的射频干扰就越多。因此,假传感器具有与称重传感器相同的350Ω源阻抗。第二个通道用于识别来自称重传感器自身内部的少许不稳定性。
第三个通道用一段位于数据采集IN+与IN-端子之间以及GND与IN+之间的2cm长导线接地。这第三个通道用于确定内部系统噪声和数据采集系统本身的热漂移。所有实验都是用测量范围是±10mV的instruNet i423卡完成,并使用instruNet World Oscilloscope/Strip图表软件。