تُستخدم دوائر الجسور على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية لقياس المعلمات الفيزيائية مثل الإجهاد، والحرارة، والضغط، والإزاحة باستخدام المُحولات. تُحول المُحولات الكميات الفيزيائية إلى إشارات كهربائية، وعادة ما تكون على شكل تغييرات في المقاومة. ومع ذلك، غالبًا ما تكون العلاقة بين المعلمة الفيزيائية وجهد خرج دائرة الجسر غير خطية، خاصةً عندما يحتوي ذراع واحد فقط من الجسر على المُحول. يمكن أن تؤدي هذه اللاخطية إلى قياسات غير دقيقة وتُعقد تحليل البيانات.
خطية الجسر تهدف إلى معالجة هذه المشكلة عن طريق تعديل دائرة الجسر للحصول على علاقة أكثر خطية بين المعلمة الفيزيائية وجهد الخرج. وهذا يسمح بقياسات أكثر دقة وتجهيز أسهل للبيانات.
لماذا الخطية ضرورية؟
طرق تحقيق خطية الجسر:
تقليل حساسية الجسر: يركز هذا الأسلوب على تقليل حساسية دائرة الجسر لتغيرات مقاومة المُحول. يمكن تحقيق ذلك من خلال:
استخدام مُحولين: يتضمن هذا الأسلوب استخدام مُحولين يولدان إشارات ذات علامات متقابلة. يتم توصيل هذه المُحولات إلى أذرع متقابلة من الجسر. يعكس جهد الخرج الناتج الفرق بين إشارات المُحولين، مما يؤدي إلى خرج أكثر خطية. تكون هذه الطريقة فعالة بشكل خاص في التطبيقات التي يكون تأثير المعلمة المقاسة متماثلًا على المُحولات، مثل زوج من مقاييس الإجهاد لقياس انحناء شعاع.
إثارة مصدر التيار: يتم تشغيل دوائر الجسور التقليدية بواسطة مصادر الجهد. ومع ذلك، فإن استخدام مصدر تيار بدلاً من ذلك يوفر تيارًا ثابتًا عبر الجسر، بغض النظر عن مقاومة المُحول. وهذا يلغي تأثير تغييرات المقاومة على جهد الخرج، مما يؤدي إلى استجابة أكثر خطية.
اعتبارات التصميم لخطية الجسر:
فوائد خطية الجسر:
من خلال دمج تقنيات خطية الجسر، يمكن للمهندسين تحقيق قياسات أكثر دقة وموثوقية باستخدام دوائر الجسور القائمة على المُحولات. وهذا يؤدي إلى بيانات أكثر دقة، وتحكم أفضل في العمليات الفيزيائية، وتحسين أداء النظام بشكل عام.
Comments