センサー接続図

センサーの接続図、より一般的には次のように呼ばれます。 測定回路、センサーの出力値 (ほとんどの場合、これは内部抵抗の変化) を、その後の使用に適した値に変換するように設計されています。一般に、これは電流または電圧の変化であり、電気測定装置を使用して直接測定することも、増幅後に適切なアクチュエータまたは記録装置に供給することもできます。

これらの目的のために、次のスイッチング方式が広く使用されています。

• 一貫性のある、

• 舗装、

• 差動、

• 代償的な。

順序回路図 DC または AC 電源、Rx センサー自体、測定デバイスまたは直接駆動機構、そして通常はこの回路内の電流を制限する追加の抵抗 Rd で構成されます (図 1)。このようなスイッチング回路は、Rx = 0 または Rx = ? の接触センサーでのみ広く使用されることがほとんどです。

米。 1. センサー接続用シリアル回路

測定器の回路内で他のセンサーと併用する場合、I = U /(Rx + Rd) の式で決まる電流が常に流れており、センサーの内部抵抗のわずかな変化は非常に小さな変化につながるためです。この流れの中で。その結果、測定装置のスケールの最小セクションが使用され、測定の精度は実質的にゼロになります。したがって、他のほとんどのセンサーでは、特別な測定回路が使用され、測定の感度と精度が大幅に向上します。

最も一般的に使用される ブリッジ回路 スイッチングでは、1 つまたは場合によっては複数のセンサーが四角形の追加の抵抗とともに特定の方法で接続されます (いわゆる ウィンストン・ブリッジ)、これには 2 つの対角線があります (図 2)。そのうちの 1 つは a-b 電力対角と呼ばれ、DC または AC 電源を接続するように設計されており、もう 1 つは c-d 測定対角であり、測定装置が含まれています。

米。 2. センサー接続用ブリッジ回路

四角形（ブリッジアーム）の反対側の抵抗値の積が等しい場合、Rx x R3 = R1NS R2、点cとdの電位は等しく、測定対角線には電流は流れません。このブリッジ回路の状態を一般に「ブリッジ回路」といいます。 ブリッジバランス、つまりブリッジ回路はバランスが取れています。

外部の影響により受信センサーの抵抗が変化すると、バランスが崩れ、この抵抗の変化に比例した電流が測定装置に流れます。この場合、この電流の方向は、センサーの抵抗がどのように変化したか (増加または減少) を示します。ここでは、測定装置の感度を適切に選択することで、すべての 作業スケール.

検討中のブリッジ回路は次のように呼ばれます。 アンバランスな、測定プロセスは次の場所で行われます。 不均衡 橋、つまり不均衡。不平衡ブリッジ回路は、外力の影響下でセンサーの抵抗が単位時間当たり非常に急速に変化する可能性がある場合に最もよく使用されますが、その場合は、測定デバイスの代わりに、これらの変化を記録する記録デバイスを使用する方が便利です。変化します。

より敏感であると考えられています バランスブリッジ回路ここでは、スケールを備え、測定技術ではレオコードと呼ばれる特別な測定レオスタット R (図 3) が、2 つの隣接するアームにさらに接続されています。

米。 3. バランスブリッジ回路

このような回路を使用する場合、センサーの抵抗が変化するたびに、付属のスライダーを使用してブリッジ回路のバランスを再調整する必要があります。その間、測定対角線には電流が流れません。この場合、測定されたパラメータの値（センサーの抵抗値の変化）は、この記録が装備され、センサーによって測定された値の単位で校正された特別なスケールによって決定されます。

平衡型ブリッジの精度が高いのは、測定装置の電流不足をその値を直接測定するよりも判断する方が簡単であるという事実によって説明され、そのような場合のブリッジの平衡化は、原則として、ブリッジ回路の不平衡信号によって制御される特別な電気モーター。

スイッチングセンサー用のブリッジ回路は、直流と交流の両方で電力を供給できるため、汎用的であると考えられています。そして最も重要なことは、複数のセンサーをこれらの回路に同時に接続できるため、感度だけでなく、測定精度。

差動回路 センサーは、交流ネットワークによって電力供給される特殊な変圧器を使用して構築されており、その二次巻線は 2 つの同一部分に分割されています。したがって、この回路 (図 4) では 2 つの隣接する回路が形成され、それぞれが独自の電流ループ I1 および I2 を持ちます。そして、測定装置内の電流の値はこれらの電流の差によって決まり、センサーRxと追加の抵抗Rdの抵抗が等しい場合、測定装置には電流は存在しません。

米。 4. 差動センサー切り替え回路

センサーの抵抗が変化すると、この変化に比例した電流が測定装置を流れ、この電流の位相はこの抵抗の変化の性質 (増加または減少) によって決まります。差動回路への電力供給には交流のみが使用されるため、センサーとして反応性センサー (誘導性または容量性) を使用することがより適切です。

差動誘導センサーまたは容量センサーを使用する場合、このようなスイッチング回路を使用すると特に便利です。このようなセンサーを使用すると、たとえば強磁性コアの動きの大きさだけでなく（図5）、この動きの方向（その符号）も記録され、その結果として交互の位相が記録されます。測定装置を流れる電流が変化します。これにより、測定の感度がさらに向上します。

米。 5. 誘導型差動センサーの接続図

測定の精度を高めるために、場合によっては、他のタイプの同様の測定回路が使用されることに注意してください。 平衡差動回路… このような回路には、繰り返されるコードまたは特別なスケールを備えた特別な測定用単巻変圧器が含まれており、そのような回路による測定プロセスは平衡ブリッジ回路による測定に似ています。

報酬制度 センサーの組み込みは、上で説明したすべてのセンサーの中で最も正確であると考えられています。その動作は出力電圧補償または EMF に基づいています。測定用レオスタット (レオコード) の電圧降下という点ではセンサーと同等です。補償回路への電力供給には DC 電源のみが使用され、主に DC 発生器センサーとともに使用されます。

熱電対をセンサーとして使用する例を使用して、この回路の動作を見てみましょう (図 6)。

米。 6. 熱電センサーをオンにするための補償回路

印加電圧 U の作用により、測定用加減抵抗器に電流が流れ、加減抵抗器の左側の出力からモーターまでの部分の電圧 U1 が低下します。この電圧と EMF 熱電対が等しい場合、血糖計には電流が流れません。

EMF センサーの値が変化した場合は、スライダーのスライダーを使用して、この電流が存在しない状態を再度実現する必要があります。ここで、平衡ブリッジ回路と同様に、測定されたパラメータの値、この場合は温度 (起電力熱電対）はスライドワイヤのスケールによって決定され、そのモーターの動きは、ほとんどの場合、特別な電気モーターの助けを借りて実行されます。

補償回路の高精度は、測定中にセンサーを含む回路内の電流がゼロであるため、センサーによって生成された電気エネルギーが消費されないという事実によるものです。この回路はパラメトリック センサーでも使用できますが、その場合はパラメトリック センサーの電源回路で使用される追加の DC 電源が必要になります。