Schaltung für digitale Personenwaage – wie funktioniert das?

Ich möchte verstehen, wie die digitale Personenwaage funktioniert. Ich konnte feststellen, dass vier Dreileiter-Wägezellen wie unten vorgeschlagen an die Wheatstone-Brücke angeschlossen sind. Die Wägezellen haben drei Drähte, die verbunden zu sein scheinen, als ob es zwei Widerstände gäbe (R1A, R1B erste Zelle; R2A, R2B zweite Zelle usw.). Der Widerstand der vier Wägezellen ist ungefähr gleich, etwa 1kΩ, und ändert sich leicht unter Druck. (Beide Widerstände RA und RB ändern sich.) Die Platine trägt die Symbole E+/-, S+/-, die höchstwahrscheinlich für 'excitation' (Eingangsspannung) und 'sense' (Ausgangsspannung) stehen.

Kann jemand erklären, wie das Ding funktioniert? Ich verstehe, dass die Wheatstone-Brücke als Spannungsteiler fungiert und dass die Spannungsdifferenz zwischen S + und S- gemessen wird. Allerdings sehe ich nicht ein, wie das mit den vier so angeschlossenen Wägezellen funktionieren soll: Wenn ich mich auf der Waage perfekt positioniere, so dass der Druck bei allen Wägezellen gleich ist, würde sich die Spannungsdifferenz nicht ändern. Wenn der Druck nicht gleich ist, wird die Spannungsdifferenz zufällig sein. Irgendwelche Ideen?? Ich vermute, dass die Wägezellen komplizierter sind als ich denke. Oder könnte es etwas anderes sein?

Edit: Foto der Platine hinzugefügt.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Leiterplatte für digitale Waage

Sie sagen: "Ich konnte feststellen, dass vier Dreileiter-Wägezellen wie unten vorgeschlagen an die Wheatstone-Brücke angeschlossen sind" - ist dies durch Inspektion oder Material aus dem Internet. Wenn Sie aus dem Internet kommen, wäre es hilfreich, einen Link bereitzustellen, da Ihre Interpretation möglicherweise fehlerhaft ist. Vielleicht hilft uns auch ein Foto.
Höchstwahrscheinlich sind die Widerstandselemente Dehnungsmessstreifen. Es ist möglich, dass sich der Widerstandswert „b“ anders ändert, wenn sich der Widerstandswert „a“ ändert.
@MichaelKaras Ich habe ein kleines Bauchgefühl, das "B" -Element könnte eine Temperaturkompensation sein.
@Andyaka Die Wägezellen sind wie in den Schaltplänen gezeigt angeschlossen, sie sind auf der Platine gut sichtbar und ich habe sie auch mit einem Multimeter getestet. Der Widerstand von A und B ändert sich auf die gleiche Weise - wenn er fest mit der Hand gedrückt wird, erhöhen sich beide um ~3Ω. Ich mache später ein Foto und stelle es hier ein.

Antworten (4)

Okay, Problem gelöst. Die Brücke ist so angeschlossen. Nur ein Widerstand in den Wägezellen ist variabel, der andere fest.

Warum die Verwirrung oben? Ich habe den Widerstand einer Wägezelle gemessen, die von einer anderen Waage stammte. Die Zellen sahen ziemlich ähnlich aus, daher dachte ich, sie wären gleich. Aber das waren sie nicht! Eureka!

schematisch

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Wenn die Wägezellen wie die Knopfclips sind, wie in dieser Antwort electronic.stackexchange.com/a/199470/30711 , dann könnten die R?A-Widerstände ebenfalls aktiv sein, sich aber in die entgegengesetzte Richtung der R?B-Elemente bewegen. Ihr Diagramm funktioniert immer noch in beiden Fällen. Ob die A- und B-Streifen in der Realität gleichermaßen belastet werden, hängt davon ab, wie gut die Last vom Clip getragen und in den Mittelstab übertragen wird.

Ich habe festgestellt, dass die "A"-Widerstände nicht fest sind, sondern eine gespiegelte Widerstandsänderung zeigen, weil sie einer Kompression statt einer Dehnung unterliegen. Denn es findet keine einfache Bogenbiegung des Metallarms statt, sondern durch die spezielle Nietbefestigung des oberen Armteils ergibt sich eine komplexe "S"-förmige Biegung. So können beide Sensoren auf die gleiche Seite geklebt werden dem Metallträger. Daher befindet sich die rote Drahtverbindung in der Mitte zwischen dem konkaven (schwarzer Drahtsensor) und dem konvexen (weißer Drahtsensor) Teil dieser Kurve. Fazit: Die vier 3-Draht-Wandler bilden eine 8-Widerstands-Wheatstone-Brücke mit tatsächlich 8 aktiven Elementen

Die Platine hat zwei Wheatstone-Brücken (WSB), Ausgang sind die 2 roten Leitungen (Differentialsignal); Ich hacke gerade eine Badewannenwaage. Jede Eckzelle enthält 2 SG auf einer Seite eines Kragarms mit schwarzen, roten und wh-Anschlüssen zur Leiterplatte.

Zur Temperaturkompensation sind zwei Dehnungsmessstreifen an einer Seite des Trägers angebracht. Hier ein Zitat aus Wiki:

"Diese {Temperatur} wird im Allgemeinen durch die Einführung eines festen Widerstands in den Eingangszweig kompensiert, wodurch die effektiv zugeführte Spannung mit der Temperatur zunimmt und die Abnahme der Empfindlichkeit mit der Temperatur kompensiert." Der feste Widerstand ist der Dehnungsmessstreifen, der die Temperaturkompensation durchführt. Beachten Sie, dass im Handel erhältliche Temperaturkompensationsmessgeräte in Wirklichkeit ein Messgerät und ein fester Widerstand sind.

Dabei spielt es keine Rolle, wie die Last auf die vier Ecken aufgebracht wird. Mit einer "C-Klemme" an einer Ecke beobachtete ich eine Gewichtsanzeige.

Meine zwei Wheatstone-Brückenschaltungsschemata sind in Abbildung 51 dargestellt. Wägezellen-Anwendung der LMV861-Instrumentenverstärkerspezifikation. Anschluss ist: schwarz-gnd; Weiß-5V; Rot-V- und V+ an LMV861 A1 & A2 (+ Eingänge). Erzeugt einen 0–4-V-Ausgang von A4 zu einem A/D. Die Ausgänge werden dann hinzugefügt.

die teile sind bestellt und werden später mehr daten geben.

Dies könnte besser als Bearbeitung Ihrer anderen Antwort sein, um zu versuchen, diese ein wenig zu verbessern.

Brückenzustand, wenn alle Wägezellen den gleichen Druck haben

Das Bild zeigt eine Wheatstone-Brücke mit 4 Wägezellen. Dies wurde mit Circuit Lab simuliert, wie im Link geteilt: 3-Draht-Wägezellen und Wheatstone-Brücken von einer Personenwaage . Durch die Simulation des Drucks auf alle Wägezellen befindet sich die Brücke tatsächlich in einem Ungleichgewichtszustand

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