Схеми вмикання

Найчастіше тензорезисторні перетворювачі вмикаються у схему незрівноваженого моста (рис. 2.2, а).

Якщо опір навантаження R_Н є достатньо великим (режим холостого ходу), то вихідна напруга моста

U_x = UR₁ / (R₁ + R₂) – UR₃ / (R₃ + R₄) =

U[(R₁R₄ – R₂R₃) / (R₁ + R₂)(R₃ + R₄)], (2.4)

де U – напруга живлення; R₁, R₂ – однакові тензорезистори.

При відсутності вимірюваної деформації тензорезистори R₁ і R₂ мають однаковий опір: R₁₀ = R₂₀ = R₀. Крім того, зазвичай вибирають і R₃ = R₄. Тоді у випадку, коли деформація тензорезистора відсутня ( = 0), U_х = 0. При деформації тензорезисторів, коли  ≠ 0 і R₁ ≠ R₂, вихідна напруга моста буде пропорційною різниці опорів тензорезисторів:

U_х = U(R₁ – R₂) / 2[(R₁ + R₂)]. (2.5)

Мостовий ланцюг є диференціальним, тому в ньому компенсуються адитивні похибки. З застосуванням мостовї схеми тензорезисторні прилади будуються за диференціальною схемою першого або другого типу. При використанні диференціальної схеми першого типу, тобто при R₁ = R₂ + ∆R і R₂ = R₀, вихідна напруга схеми і чутливість в режимі холостого ходу

U_х = U∆R / (4R₀), S_х = U_х / (∆R / R₀) = U / 4. (2.6)

При використанні диференціальної схеми другого типу, коли R₁ = R₂ + ∆R і R₂ = R₀ – ∆R, вихідна напруга і чутливість в режимі холостого ходу збільшуються вдвічі.

При R_Н ≠  вихідна напруга і чутливість будуть меншими отриманих значень.

Вихідна напруга тензорезисторного моста звичайно не перевищує 10…20 мВ. Для подальшого перетворення таку напругу без посилення важко використовувати. Тому в тензорезисторних приладах використовуються підсилювачі.

Якщо напруга живлення моста U не стабілізована, то при її варіаціях можлива мультиплікативна похибка. Для вилучення останньої використовується компенсаційний метод вимірювання вихідної напруги моста (рис. 2.2, б).

При нульовому значенні вимірюваної величини напруга тензорезисторного моста M₁ компенсується за допомогою моста M₂ – його підстроювальними резисторами R₁ і R₂. Результуюча напруга U_х буде пропорційною вимірюваній величині.

Міст M₃ служить для компенсації цієї напруги. Його вихідна напруга U_к увімкнена зустрічно напрузі U_х. Різниця напруг U_х – U_к підсилюється підсилювачем П і подається на реверсивний двигун РД. При цьому ротор двигуна, обертаючись, через редуктор Р переміщує повзунок реохорда R₃ і покажчик вторинного приладу ВП відносно шкали. Переміщення повзунка реохорда R₃ проводиться так, щоб зменшувалась різниця U – U_к. Ротор РД зупиняється, коли U – U_к = 0, при цьому повзунок реохорда займає положення, що відповідає значенню напруги U_х, а покажчик приладу – положення, що відповідає значенню вимірюваної величини.

Мости M₁, M₂, M₃ живляться від одного джерела змінної напруги, від різних обмоток трансформатора. При нестабільності джерела живлення напруги U₁, U₂, U₃ змінюються пропорціонально, тому рівність U_х = U_к не порушується. Не змінюються і покази вторинного приладу ВП. Основна похибка вимірювання становить ± 0,5 % від нормувального значення, що дорівнює 2∆R_max (тут ∆R_max – максимальне значення приросту опору плеча моста).