Содержание
- Коротко
- Зачем мосту резисторы
- Где стоят в схеме моста
- Резисторы в каталоге Sierra
- Баланс нуля: AZ и BZ
- Термокомпенсация нуля: BT
- ТК чувствительности: AE и BE
- Нормирование: BS
- Что видно по паспорту
- Подрезка и шлифовка
- Порядок подгонки
- Проводники и пайка в плечах
- Площадки, выводы, герметик
- Какой резистор нужен
- Готовый датчик: что можно
- Частые ошибки
- Чек-лист
- Проверьте себя
- Частые вопросы
- Словарь
- Источники
- Читайте также
Компенсационные резисторы — коротко
Компенсационные (подгоночные) резисторы — маленькие фольговые резисторы, которые изготовитель датчика ставит в мост из тензорезисторов, чтобы довести его до паспорта. Каждый исправляет свою погрешность: баланс нуля (сигнал без нагрузки), температурный уход нуля, чувствительность (ровные 2,0 или 3,0 мВ/В) и температурный уход чувствительности. Резисторы нуля ставят в плечо моста, резисторы чувствительности — в цепь питания. Сопротивление доводят подрезкой или шлифовкой прямо на датчике.
В статье: какие погрешности есть у любого моста и какой резистор исправляет каждую; где эти резисторы стоят в схеме; шесть групп резисторов каталога Sierra; формулы и калькуляторы для баланса нуля, термокомпенсации нуля, термокомпенсации и нормирования чувствительности; подрезка и шлифовка; порядок подгонки; проводники в плечах, контактные площадки, выводы и герметик; частые ошибки. Интерактивы: схема моста, пять калькуляторов, оценка по паспорту датчика, симулятор подрезки, тренажёр подгонки, подбор монтажа по температуре, выбор резистора по симптому, тренажёр ошибок, чек-лист и тест.
Зачем мосту из тензорезисторов компенсационные резисторы
В тензодатчике четыре тензорезистора соединены в полный мост (как он работает — в статье «Мостовая схема тензодатчиков»). В идеале мост без нагрузки выдаёт ровно ноль, не реагирует на температуру, а на номинальной нагрузке даёт ровно паспортный сигнал. В жизни так не бывает:
- сопротивления тензорезисторов одной партии различаются на десятые доли процента, а после наклейки и отверждения клея — ещё немного;
- проводники и пайки добавляют в плечи разное сопротивление;
- металл упругого элемента, клей и решётка по-разному реагируют на нагрев;
- упругий элемент каждого датчика чуть отличается по размерам, поэтому и сигнал на номинале у каждого свой.
Каждое такое отличие видно в паспорте датчика как отдельная характеристика. Изготовитель исправляет их по одной, добавляя в схему маленькие резисторы с известным поведением. Так появляются четыре вида компенсации:
| Погрешность | Как проявляется | Строка паспорта | Чем исправляют | Резисторы каталога Sierra |
|---|---|---|---|---|
| Разбаланс нуля | без нагрузки на выходе есть сигнал | Баланс нуля (НКП), % РКП | малое сопротивление последовательно в плечо | AZ, BZ |
| Температурный уход нуля | ноль «плывёт» при нагреве и охлаждении | Температурное отклонение НКП, % РКП / 10 °C | резистор с большим ТКС в плечо | BT |
| Разброс чувствительности | датчики одной модели дают разный сигнал на номинале | Чувствительность (РКП), мВ/В и допуск | резистор последовательно в цепь питания | BS |
| Температурный уход чувствительности | один и тот же груз весит по-разному зимой и летом | Температурное отклонение РКП, % РКП / 10 °C | термозависимый резистор в цепь питания | AE, BE |
Назначение резисторов — по названиям карточек каталога Sierra. ТКС — температурный коэффициент сопротивления.
Компенсационные резисторы нужны тем, кто сам делает датчики: производствам весоизмерительной техники, лабораториям, разработчикам силовых, моментных и датчиков давления. Готовый тензодатчик уже подогнан на заводе: в нём ничего добавлять не нужно, а вскрытие лишает его паспортных характеристик. Как выбирать сами тензорезисторы — в статье «Как выбрать тензорезистор», как их клеят и паяют — в статье «Как делают тензодатчики».
Где компенсационные резисторы стоят в схеме моста
Резисторы делятся на две группы по месту в схеме. В плечах моста стоят резисторы, которые меняют баланс: баланс нуля и термокомпенсация нуля. Они нарушают равенство R1·R3 = R2·R4 в нужную сторону. В цепи питания, между жилой питания и вершиной моста, стоят резисторы чувствительности. Они отнимают часть напряжения питания, и на мост приходится меньше — выход уменьшается пропорционально, а баланс не меняется.
Схема моста: нажмите на группу резисторов
Схема типовая. В каком именно плече стоит резистор нуля, зависит от знака разбаланса конкретного датчика: его ставят туда, где добавка сопротивления уменьшает сигнал без нагрузки. Цвета жил — как в паспортах датчиков Sierra: красный — питание +, чёрный — питание −, зелёный — сигнал +, белый — сигнал −.
Компенсационные резисторы в каталоге Sierra: AZ, BZ, BT, BS, AE, BE
В разделе каталога «Резистор компенсационный» шесть позиций. Буквы в названии — тип резистора, второе слово — способ подгонки, номиналы — из исполнений карточек.
| Тип | Назначение (по карточке) | Подгонка | Куда ставится | Номиналы в каталоге, Ом | Артикулы |
|---|---|---|---|---|---|
| AZ | баланс нуля | шлифовка | последовательно в плечо моста | 2, 5 | RCF2-AZ01-Х, RCF5-AZ04-Х |
| BZ | баланс нуля | подрезка | последовательно в плечо моста | 0,5 | RCF05-BZ17-X |
| BT | термокомпенсация нуля | подрезка | в плечо моста | 0,2, 0,3 | RNF02-BT18, RNF05-BT20 |
| BS | компенсация (нормирование) чувствительности | подрезка | в цепь питания моста | 10 | RCF10-BS30-Х |
| AE | компенсация температурных уходов чувствительности | — | в цепь питания моста | 5, 14, 15, 22, 26, 30, 32, 40, 54, 60, 70 | RNF14-M-C, RNF15-M-C, RBF60-AE07, RNF5-AE12-C, RNF15-AE16-C, RNF22-AE07-C, RNF26-AE08-C, RNF30-AE09-C, RNF32-AE14-X, RNF40-AE11-X, RNF54-AE28-C, RNF60-AE23-C, RNF70-AE25-C, RNF32-AE14-C (RNF32-M), RNF40-AE11-C Sierra (RNF40-M) |
| BE | компенсация температурных уходов чувствительности | подрезка | в цепь питания моста | 15 | RNF15-BE32-F |
По каталогу Sierra на октябрь 2026. Последняя буква артикула — тип выводов по свойству карточки: X — с выводом, C — открытые контактные площадки, F — без выводов. Подложка у всех исполнений, где она указана, — модифицированный фенол (свойство карточки). Номинал в карточке — ориентир; итоговое значение получают подгонкой на конкретном датчике. Диапазон подгонки, ТКС и материал фольги в карточках не указаны — уточните у менеджера Sierra.
Почему номиналы такие разные
Порядок номиналов следует из задачи. Резистор нуля исправляет разницу между плечами в доли процента — это десятые доли ома или единицы ом на плечо 350 Ом. Резистор термокомпенсации нуля нужен ещё меньше: у него большой ТКС, и уже 0,2 Ом дают заметный температурный уход. Резисторы в цепи питания должны отнять несколько процентов напряжения моста — это единицы и десятки ом. Ниже для каждого типа — формула и калькулятор: можно убедиться, что расчёт попадает в диапазон каталога.
Баланс нуля: сколько ом добавить в плечо
Баланс нуля — сигнал моста без нагрузки, в мВ на 1 В питания. Если одно плечо больше остальных на ΔR, мост выдаёт
S0 = 1000·ΔR / (2·(2R + ΔR)) ≈ 1000·ΔR / (4R)
R — сопротивление плеча. Отсюда сопротивление, которое нужно добавить в противоположное по знаку плечо: ΔR = 4R·s / (1 − 2s), где s = S0/1000 (S0 в мВ/В). При малых разбалансах знаменатель почти равен единице и ΔR ≈ 4R·S0/1000. Пример: мост 350 Ом, разбаланс 0,5 мВ/В → ΔR ≈ 4 × 350 × 0,0005 = 0,70 Ом.
Резистор баланса нуля: мВ/В → Ом
Модель — полный мост из четырёх одинаковых плеч R, резистор последовательно в одно плечо. Знак: «+» — SIG+ выше SIG− без нагрузки. R1 — плечо между EXC+ и SIG+, R4 — между SIG− и EXC− (схема выше).
Какой резистор из каталога выбрать
Подгонка подрезкой и шлифовкой только увеличивает сопротивление, поэтому важен запас: полного номинала резистора должно хватить на разбаланс конкретного датчика. Сколько разбаланса «закрывает» каждый номинал в плече 350 Ом:
| Резистор | Номинал, Ом | Разбаланс, мВ/В | в % РКП при 3,0 мВ/В | в % РКП при 2,0 мВ/В |
|---|---|---|---|---|
| BZ | 0,5 | 0,36 | 12 % | 18 % |
| AZ | 2 | 1,42 | 47 % | 71 % |
| AZ | 5 | 3,55 | 118 % | 177 % |
Расчёт по формуле S0 = 1000·ΔR / (2·(2R + ΔR)) мВ/В, R = 350 Ом. Для моста 1000 Ом те же резисторы закрывают примерно в 2,9 раза меньший разбаланс.
Допуск баланса нуля по паспорту: % РКП → мВ/В, мВ и Ом
Подгонку нуля доводят до допуска паспорта, а не до абсолютного нуля: остаток в пределах ±1 % РКП весовой индикатор убирает обнулением. Если ноль готового датчика ушёл на десятки процентов РКП, это не повод подбирать резистор — так проявляются перегрузка или влага; порядок проверки — в статье «Как проверить тензодатчик мультиметром». Лабораторный способ без резисторов — шунт параллельно плечу — разобран в статье «Мостовая схема».
Термокомпенсация нуля: резистор BT
Если все четыре плеча меняются с температурой одинаково, мост остаётся в балансе. Но у реального моста плечи чуть различаются по ТКС, клею и проводникам — и ноль начинает «плыть». В паспорте это температурное отклонение НКП: у SH8C — 0,020 % РКП / 10 °C, у SH8C4 — 0,018 (паспорта Sierra).
Компенсируют уход резистором с большим ТКС в нужном плече: при нагреве его сопротивление растёт и разбалансирует мост в сторону, обратную собственному уходу. Сопротивление считают по уходу нуля, измеренному при двух температурах в камере:
Rt = 4R · ΔS0 / (α · ΔT)
ΔS0 — уход нуля (в В/В) на интервале ΔT, α — ТКС материала резистора. Медь — около 0,0039 1/°C, никель — около 0,006 1/°C (общие справочные данные; материал резистора BT в карточке не указан — уточните у менеджера Sierra).
Резистор термокомпенсации нуля
Модель — полный мост из одинаковых плеч, ТКС остальных элементов не учитывается. Сам резистор при 20 °C тоже разбалансирует мост — этот сдвиг потом убирают резистором нуля.
При 350 Ом, уходе 0,2 % РКП / 10 °C и РКП 3,0 мВ/В расчёт даёт около 0,22 Ом меди — тот же порядок, что номиналы BT в каталоге Sierra (0,2 и 0,3 Ом). Плечо выбирают по знаку ухода: резистор с положительным ТКС ставят туда, где его рост при нагреве уменьшает уход.
Компенсация гарантирована только в диапазоне термокомпенсации паспорта: у SH8C, SH8C4, SH3, SL6E, SHM14K — −10…+40 °C, тогда как рабочий диапазон шире (−35…+65 °C у SH8C). За пределами диапазона термокомпенсации датчик работает, но температурная погрешность может выйти за паспорт.
Термокомпенсация чувствительности: резисторы AE и BE
С ростом температуры модуль упругости металла падает: под тем же грузом упругий элемент деформируется сильнее, и сигнал растёт. Коэффициент тензочувствительности решётки тоже немного меняется. В паспорте это температурное отклонение РКП: у SH8C, SH8C4, SH3, SL6E, SHM14K — 0,016 % РКП / 10 °C.
Компенсируют термозависимым резистором в цепи питания. При нагреве его сопротивление растёт, на мост приходится меньше напряжения, и выход падает ровно настолько, насколько вырос из-за упругого элемента. Условие компенсации:
Rα = β · (Rм + Rs) / (α − β)
β — относительный уход чувствительности на 1 °C до компенсации, α — ТКС резистора, Rм — сопротивление моста по питанию, Rs — резистор нормирования, если он уже стоит. Плата за компенсацию — часть сигнала: мост получает долю (Rм + Rs) / (Rм + Rs + Rα) напряжения питания.
Резистор термокомпенсации чувствительности
Уход чувствительности до компенсации зависит от материала упругого элемента и клея — его измеряют в камере на каждом датчике или партии. ТКС меди и никеля — общие справочные данные.
При мосте 350 Ом и уходе 0,2 % / 10 °C никелевый резистор получается около 12 Ом, медный — около 19 Ом. Это попадает в ряд AE в каталоге Sierra (5–70 Ом) и совпадает по порядку с BE (15 Ом). Выход при этом падает примерно на 3–5 %, поэтому сначала ставят термокомпенсацию чувствительности, а потом нормируют выход.
Нормирование чувствительности: резистор BS
Даже с одинаковыми тензорезисторами каждый упругий элемент даёт свой сигнал на номинале: сказываются допуски размеров. Чтобы датчики одной модели были взаимозаменяемы и складывались в сумматоре без долгой юстировки углов, выход «срезают» до ровного значения резистором последовательно с мостом. По паспортам Sierra: SH8C — 3,0 ± 0,004 мВ/В, SH8C4, SH3, SHM14K — 2,0 ± 0,004 мВ/В. У одноточечного SL6E допуск шире — 2,0 ± 0,15 мВ/В: одноточечный датчик ставят в весы по одному, и сложение сигналов ему не нужно.
Rs = Rм · (Sдо / Sнужн − 1)
Rм — сопротивление моста по питанию вместе с уже стоящим Rα. Нормированием выход можно только уменьшить, поэтому мост проектируют с запасом сигнала.
Резистор нормирования чувствительности
Пример: мост 350 Ом, выход 2,1 мВ/В, нужно 2,0 → Rs = 350 × (2,1 / 2,0 − 1) = 17,5 Ом. С 3,1 до 3,0 мВ/В — около 11,7 Ом. Резистор BS в каталоге — 10 Ом: это ориентир для небольших поправок, точное значение получают подрезкой.
Нормирование выполняют при той же длине кабеля, с какой датчик уходит к заказчику: сопротивление жил питания тоже стоит последовательно с мостом. Поэтому кабель четырёхпроводного датчика не укорачивают — подробно в статьях «Как подключить тензодатчик» и «Кабель для тензодатчиков».
Что видно по паспорту датчика: вход минус выход
По паспорту можно примерно оценить, сколько ом стоит в цепи питания готового датчика: это разница между входным (красный–чёрный) и выходным (зелёный–белый) сопротивлением. С учётом допусков получается диапазон.
| Модель | Вход, Ом | Выход, Ом | Разница, Ом | РКП, мВ/В |
|---|---|---|---|---|
| SH8C | 380 ± 10 | 350 ± 3 | ≈ 30 (от 17 до 43) | 3,0 |
| SH8C4 | 365 ± 10 | 350 ± 3 | ≈ 15 (от 2 до 28) | 2,0 |
| SH3 | 365 ± 5 | 350 ± 3 | ≈ 15 (от 7 до 23) | 2,0 |
| SL6E | 402 ± 6 | 350 ± 3 | ≈ 52 (от 43 до 61) | 2,0 |
| SHM14K | 700 ± 5 | 700 ± 3 | ≈ 0 (от 0 до 8) | 2,0 |
Паспорта Sierra SH8C, SH8C4, SH3, SL6E, SHM14K. Разница с учётом допусков: (вход ± допуск) − (выход ± допуск).
Оценка по паспорту: сколько ом в цепи питания и какой был «сырой» выход
Оценка: мост по питанию ≈ выходному сопротивлению, всё остальное считается резисторами цепи питания. Поля замеров заполняются паспортными номиналами при выборе модели — впишите свои показания мультиметра.
У SHM14K вход и выход по паспорту равны (700 ± 5 и 700 ± 3 Ом): резисторов в цепи питания нет или они совсем малы. Это не неисправность — у разных конструкций компенсацию делают по-разному. Как мерить сопротивления и что считать отклонением — в статьях «Как проверить тензодатчик мультиметром» и «Проверка тензодатчика».
Как подгоняют сопротивление: подрезка и шлифовка
Компенсационный резистор приходит с запасом: его сопротивление на датчике доводят до нужного, глядя на выход моста. В названиях карточек Sierra указан способ подгонки.
Подрезка (BZ, BT, BS, BE)
Решётка резистора сделана лестницей: участки фольги закорочены перемычками. Перерезая перемычки скальпелем по одной, добавляют в цепь очередной участок — сопротивление растёт ступенями. Ступени обычно разные, от крупных к мелким, поэтому до нужного значения доходят в несколько разрезов.
Шлифовка (AZ)
Фольгу резистора аккуратно стачивают абразивом, уменьшая сечение дорожки. Сопротивление растёт плавно, без ступеней, — так подгоняют точнее, но медленнее и с риском перестараться.
Общее у обоих способов: сопротивление можно только увеличить. Перерезанную перемычку не вернёшь, сточенную фольгу не нарастишь. Если перестарались — резистор меняют или компенсируют в другом плече. Поэтому подгоняют с контролем выхода моста после каждого разреза и останавливаются чуть раньше цели. После подгонки место разреза и зачистки закрывают защитным покрытием вместе с остальной зоной наклейки.
Подрезка резистора баланса нуля
Мост 350 Ом, РКП 3,0 мВ/В. Без нагрузки датчик выдаёт . Резистор стоит в плече, где добавка сопротивления уменьшает разбаланс. Перерезайте перемычки (нажмите на перемычку), пока ноль не войдёт в допуск ±0,03 мВ/В (±1 % РКП).
Ступени перемычек условные: 0,02; 0,04; 0,08; 0,16; 0,32; 0,64 Ом. Реальные ступени резисторов каталога в карточках не указаны.
В каком порядке подгоняют мост
Резисторы влияют друг на друга, поэтому порядок важен. Логика простая: каждый следующий шаг не должен портить результат предыдущего.
- Проверка моста после наклейки и пайки. Сопротивление каждого плеча, вход и выход моста, изоляция на корпус. Грубый дефект (обрыв, плохая пайка) исправляют сразу — компенсацией его не закрыть.
- Термокомпенсация нуля (BT). Ноль без нагрузки снимают при двух температурах в камере, по уходу считают сопротивление резистора с большим ТКС и ставят в нужное плечо. Первым — потому что этот резистор сам сдвигает ноль при комнатной температуре.
- Баланс нуля (AZ, BZ). Остаточный ноль при комнатной температуре убирают малым резистором в плечо, подрезкой или шлифовкой — до допуска паспорта.
- Термокомпенсация чувствительности (AE, BE). Выход на эталонной нагрузке снимают при двух температурах, ставят термозависимый резистор в цепь питания. Он уменьшает выход на несколько процентов.
- Нормирование (BS). Последним: выход на номинале подрезают до ровного значения — 2,0 или 3,0 мВ/В. Резистор с малым ТКС в цепи питания не меняет ни ноль, ни температурную компенсацию.
- Защита и контрольные испытания. Зону наклейки, резисторы и пайку закрывают герметиком; затем проверяют ноль, чувствительность, нелинейность и температурные уходы по всему диапазону термокомпенсации.
Подробно про камеру, режимы отверждения и испытания — в статье «Как делают тензодатчики»; про калибровку весов после сборки — в статье «Калибровка тензодатчиков».
Доведите виртуальный датчик до паспорта
Ниже — замеры нового моста. Выберите, какой резистор ставить следующим. Правильный порядок даёт паспорт с первого раза, неправильный — переделку.
| Характеристика | Сейчас | Цель (как у SH8C) |
|---|
Проводники и пайка тоже входят в плечо
Медный проводник от тензорезистора к площадке — такое же сопротивление в плече, как компенсационный резистор, только с большим ТКС меди. Если в одном плече проводник длиннее, чем в соседнем, мост получает и разбаланс нуля, и температурный уход нуля. Поэтому проводники в противоположных плечах делают одинаковой длины и сечения.
Чем грозит лишний проводник в одном плече
Медь: удельное сопротивление 0,0175 Ом·мм²/м, ТКС 0,0039 1/°C (общие справочные данные). Диаметр 0,15 мм — как у высокотемпературного вывода в каталоге Sierra (по названию карточки); материал вывода в карточке не указан.
При диаметре 0,15 мм лишние 20 мм меди в одном плече моста 350 Ом дают около 0,47 % РКП разбаланса и около 0,018 % РКП / 10 °C температурного ухода — почти столько, сколько весь допуск ухода нуля в паспорте SH8C (0,020). Аккуратная симметричная разводка дешевле любой компенсации.
Монтаж: контактные площадки, выводы, герметик
Компенсационные резисторы клеят на упругий элемент тем же клеем и по той же технологии, что тензорезисторы, но в зоне, где деформация мала: иначе резистор сам станет тензорезистором и внесёт ложный сигнал. Резисторы термокомпенсации, наоборот, ставят там, где температура такая же, как у тензорезисторов, — иначе они будут компенсировать чужую температуру.
Зона наклейки на упругом элементе: тензорезисторы — у отверстия-концентратора, компенсационные резисторы и площадки — рядом, где деформация мала; всё закрыто слоем герметика. Схема условная.
Контактные площадки DTA и DHA
Тонкие выводы резисторов не нагружают проводом: их паяют на промежуточную контактную площадку, а к площадке — монтажный провод. Площадка выбирается под рабочую температуру.
| Позиция каталога | Данные карточки | Когда брать |
|---|---|---|
| Контактная площадка DTA | DTA2-G1: решётка 3,2 × 1,2 мм; DTA3-G1: 5,0 × 2,0 мм (есть плашка на 24 шт.); полиимид, армированный стекловолокном; −30…+80 °C | обычные датчики и измерения до +80 °C |
| Контактная площадка DHA | DHA3-G1: 5,0 × 2,0 мм; полиимид, армированный стекловолокном; −269…+250 °C | высокотемпературные тензорезисторы и измерения выше +80 °C |
| Вывод для тензорезисторов в пучках | характеристик в карточке нет | разводка от резисторов к площадкам; сечение и изоляцию уточните у менеджера Sierra |
| Вывод высокотемпературный Ф 0,15 мм | диаметр 0,15 мм — по названию карточки | вместе с DHA при высоких температурах |
| Герметик Silicon ND-704 (90 г) | силиконовый герметик, туба 90 г — по названию; характеристик в карточке нет | защита зоны наклейки и пайки от влаги; режим нанесения и рабочую температуру уточните у менеджера Sierra |
Данные — карточки каталога Sierra (октябрь 2026). Цены на выводы и герметик на сайте не указаны — у менеджера Sierra.
Выводы самого резистора
- X — с выводом. Провода уже приварены, их паяют на площадку DTA. Удобно для опытных образцов и небольших партий (BS, AZ, BZ, часть исполнений AE).
- C — открытые контактные площадки. Паяют прямо на площадки резистора — меньше места, удобно в серии (большинство исполнений AE).
- F — без выводов (BE). Подключение — пайкой к собственным площадкам резистора; уточните у менеджера Sierra, как удобнее на вашей конструкции.
Подбор площадки, вывода и герметика по температуре
Главное правило монтажа — все материалы на одну температуру: подложка тензорезистора, клей, компенсационные резисторы, площадки, провод и герметик. Самый слабый по температуре элемент определяет предел всего датчика. Как готовить поверхность, клеить, паять и проверять изоляцию — в статье «Как делают тензодатчики».
Какой резистор нужен: выбор по симптому
Чтобы понять, какой компенсационный резистор нужен вашему мосту, достаточно трёх замеров: выход без нагрузки при комнатной температуре, тот же выход при второй температуре и выход на эталонной нагрузке при двух температурах.
Что показывают замеры моста?
Готовый датчик: что можно и чего нельзя
Все компенсационные резисторы готового тензодатчика подогнаны на заводе при нагреве в камере и под нагрузкой, а корпус загерметизирован. Добавлять резисторы в готовый датчик, вскрывать его или «подгонять» снаружи нельзя: после вскрытия паспортные характеристики и гарантия теряются.
| Ситуация | Что делать | Где подробно |
|---|---|---|
| Небольшой ноль без нагрузки в пределах паспорта | обнулить на весовом индикаторе | Весовой индикатор |
| Углы весов показывают по-разному | юстировка в сумматоре | Сумматор тензодатчиков |
| Ноль ушёл далеко за паспорт | проверить на перегрузку и влагу, при необходимости заменить датчик | Проверка мультиметром |
| Показания «плавают» | искать влагу, кабель, температурный градиент | Плавают весы |
| Нужна точность после ремонта | калибровка весов эталонными гирями | Калибровка |
Компенсационные резисторы из каталога — это расходники для изготовления датчиков, а не для ремонта готовых. Если вы собираете датчик сами, начните со статьи «Весы своими руками» и «Как выбрать тензорезистор».
Частые ошибки при компенсации моста
Для каждой ситуации выберите правильное действие.
Чек-лист подгонки моста
Проверьте себя
Частые вопросы
Что такое компенсационный резистор тензодатчика?
Это маленький, обычно фольговый резистор, который ставят в мост из тензорезисторов, чтобы исправить одну погрешность: баланс нуля, температурный уход нуля, чувствительность или температурный уход чувствительности. Его сопротивление доводят подрезкой или шлифовкой прямо на датчике.
Куда ставят резистор баланса нуля?
Последовательно в одно плечо моста — в то, где добавка сопротивления уменьшает сигнал без нагрузки. Для моста 350 Ом и разбаланса 0,5 мВ/В нужно около 0,70 Ом: ΔR ≈ 4R × S0 / 1000.
Почему входное сопротивление тензодатчика больше выходного?
В цепи питания моста стоят резисторы нормирования и термокомпенсации чувствительности. Мультиметр на жилах питания видит мост плюс эти резисторы, на сигнальных — почти один мост. По паспорту SH8C: вход 380 ± 10 Ом, выход 350 ± 3 Ом.
Чем подрезка отличается от шлифовки?
При подрезке перерезают перемычки лестничной решётки резистора, и сопротивление растёт ступенями. При шлифовке фольгу стачивают абразивом, и сопротивление растёт плавно. Оба способа только увеличивают сопротивление.
В каком порядке подгоняют мост?
Обычно сначала термокомпенсация нуля, затем баланс нуля, затем термокомпенсация чувствительности и в конце нормирование выхода. Каждый следующий резистор не портит результат предыдущего, и после нормирования выход проверяют на всех температурах.
Можно ли подпаять компенсационный резистор в готовый датчик?
Нет. Готовый датчик подогнан на заводе в камере и под нагрузкой и загерметизирован; вскрытие лишает его паспортных характеристик и гарантии. Ноль в пределах паспорта убирают обнулением на индикаторе, разницу углов — в сумматоре.
Какую контактную площадку выбрать?
По рабочей температуре: DTA — от −30 до +80 °C, DHA — от −269 до +250 °C (по карточкам каталога Sierra). Подложка тензорезистора, клей, площадка, провод и герметик должны быть рассчитаны на одну и ту же температуру.
Словарь
- Компенсационный (подгоночный) резистор
- Резистор, который ставят в мост, чтобы исправить одну погрешность датчика.
- Баланс нуля (НКП)
- Сигнал моста без нагрузки; в паспорте — в % РКП.
- РКП
- Рабочий коэффициент передачи: сигнал на номинальной нагрузке, мВ на 1 В питания.
- Термокомпенсация нуля
- Уменьшение температурного ухода нуля резистором с большим ТКС в плече моста.
- Термокомпенсация чувствительности
- Уменьшение температурного ухода РКП термозависимым резистором в цепи питания моста.
- Нормирование
- Доведение выхода датчика до ровного значения (например, 2,0 или 3,0 мВ/В) резистором в цепи питания.
- ТКС
- Температурный коэффициент сопротивления: относительное изменение сопротивления на 1 °C.
- Подрезка
- Подгонка сопротивления перерезанием перемычек лестничной решётки резистора.
- Шлифовка
- Подгонка сопротивления стачиванием фольги абразивом.
- Контактная площадка
- Промежуточная площадка на подложке, к которой паяют выводы резистора и монтажный провод.
- Диапазон термокомпенсации
- Интервал температур, в котором гарантированы паспортные температурные характеристики; у датчиков Sierra обычно −10…+40 °C.
Источники
- Карточки каталога sierra.market: разделы «Резистор компенсационный» (AZ, BZ, BT, BS, AE, BE), «Контактная площадка для тензорезистора» (DTA, DHA), «Прочие аксессуары» (выводы, герметик ND-704) — назначение, номиналы, тип выводов, подложка, температурный диапазон.
- Паспорта тензодатчиков Sierra SH8C, SH8C4, SH3, SL6E, SHM14K/SBM14K: входное и выходное сопротивление, РКП, баланс нуля, температурные отклонения НКП и РКП, диапазон термокомпенсации.
- ГОСТ 8.631–2013 (OIML R 60:2000) «Датчики весоизмерительные. Общие технические требования. Методы испытаний» — температурное влияние на нуль и чувствительность.
- Hoffmann K. An Introduction to Measurements using Strain Gages. HBM — мост Уитстона, термокомпенсация, проводники в плечах (общие сведения).
- Формулы моста и компенсации — модель полного моста из четырёх одинаковых плеч; удельное сопротивление и ТКС меди и никеля — общие справочные данные.