Das Wichtigste
Wenn mehrere Aufnehmer eine Last gemeinsam tragen, können ihre Brücken parallel geschaltet werden, um den Gesamtwert auf einem Kanal abzulesen. Die parallelgeschalteten Brücken geben den Mittelwert ihrer Signale aus, nicht die Summe; zwei Aufnehmer liefern daher die halbe Empfindlichkeit eines einzelnen. Auch ihr Shunt-Ausgang wird halbiert: Wird die Verstärkerverstärkung auf den Shunt-Kalibrierwert eines einzelnen Aufnehmers eingestellt, wird dies genau kompensiert. Die Bedingung ist, dass die Aufnehmer die gleiche Empfindlichkeit haben. Ist dies nicht der Fall, verursacht ein gemittelter Kalibrierwert einen Fehler, der von der Lastverteilung abhängt.
Wann werden Aufnehmer parallelgeschaltet?
Wenn mehr als ein Aufnehmer über eine Schnittstelle benötigt wird, um die durch sie fließende Last zu messen. Die Aufnehmer sind mechanisch parallel geschaltet — sie teilen sich die Kraft — und elektrisch — ihre Wheatstone-Brücken sind miteinander verschaltet. Die Notiz geht von vollaktiven Brücken und konstanter Speisespannung aus.
Was geschieht mit der Shunt-Kalibrierung?
Sie wird mit zwei Aufnehmern etwa halbiert und beträgt mit i Aufnehmern etwa 1/i des Einzelwerts. Bei parallelgeschalteten Brücken wirkt der Shunt-Widerstand auf Zweige von R/2 statt auf R; da der Shunt-Widerstand viel größer als R ist, sinkt der Shunt-Ausgang im selben Verhältnis.
Was geschieht mit der Empfindlichkeit?
Sie sinkt mit zwei Aufnehmern um 50 %. Der Parallelausgang ist proportional zu (ΔR1 + ΔR2)/2R, dem Mittelwert der beiden Brücken, während zwei getrennte Kanäle die Gesamtsumme ergäben. Eine Verdopplung der Verstärkerverstärkung kompensiert dies. Da auch der Shunt-Ausgang halbiert wird, stellen Sie die Verstärkung auf den Shunt-Kalibrierwert ein, den Sie für einen einzelnen Aufnehmer verwenden würden.
Was geschieht, wenn die Last nicht gleichmäßig verteilt ist?
Wenn die Aufnehmer die gleiche Empfindlichkeit haben, liefert das Parallelsystem weiterhin die korrekte Summe, unabhängig davon, wie die Last verteilt ist.
- Notwendige und hinreichende Bedingung: gleiche Empfindlichkeit, d. h. identische Shunt-Kalibrieräquivalente, und Verwendung des Shunt-Kalibrieräquivalents eines Aufnehmers für das System.
- Bei Kalibrierung in mV/V stattdessen: die mV/V-Werte mitteln, dann durch die Anzahl der Aufnehmer teilen.
Welcher Fehler tritt bei ungleichen Empfindlichkeiten auf?
Ein Fehler, der von der Empfindlichkeitsdifferenz und von der Lastverteilung abhängt. Sind gleiche Empfindlichkeiten nicht verfügbar, wählen Sie Aufnehmer mit nahezu gleichen Shunt-Kalibrieräquivalenten und verwenden Sie deren Mittelwert. Der Fehler ist null, wenn die Lasten im selben Verhältnis wie die Shunt-Kalibrieräquivalente stehen.
- 100-kΩ-Shunt-Kalibrierungsäquivalente von 680 und 720 lb, Last gleichmäßig verteilt: Fehler von 0,08 %. Ein Aufnehmer, der die doppelte Last des anderen aufnimmt: +1,04 % oder −0,87 %.
- Äquivalente von 600 und 300 lb, Last gleichmäßig verteilt: Fehler von 12,5 %. Bei einer 2:1-Lastverteilung: 0 %, wenn der 600-lb-Kraftaufnehmer den größeren Anteil trägt, 25 %, wenn er den kleineren trägt.
Die technische Notiz
Die ursprüngliche Notiz enthält die Schaltpläne, die Herleitung und die Fehlerformel für zwei und drei Aufnehmer.
Zusammengefasst
- Schalten Sie nur Aufnehmer mit gleicher Empfindlichkeit parallel.
- Stellen Sie die Verstärkung auf den Shunt-Wert eines einzelnen Aufnehmers ein.
- Fast gleiche Empfindlichkeiten: Bilden Sie den Mittelwert und rechnen Sie mit einem Fehler in der Größenordnung von 1 %.