如何连接3线称重传感器/应变仪和放大器？

我有一个3线负载传感器，如下所示：

我正在尝试将其连接到Arduino，以检测重量的变化。据我了解，电压的变化是如此之小，以至于Arduino在不放大电压的情况下无法检测到变化。所以我在Radio Shack买了一个8针LM741CN运算放大器，看起来像这样：

我找到了这段视频，该视频演示了如何将所有内容连接起来。但是，我无法弄清楚原理图以及为什么它们使用两个负载传感器而不是一个。他们还提到了电阻器，但是我不确定为什么要使用电阻器（以及为什么要选择尺寸），或者在电路中放置电阻器的位置。

有人可以帮我弄清楚如何将其连接起来以检测电压变化吗？另外，是否有一种方法可以通过仅使用这些传感器之一来做到这一点？到目前为止，这是我所做的：

该放大器还具有一些我不了解的引脚：零位偏置，常闭。这些别针是做什么用的？我应该使用它们吗？

更新：现在我正在使用仪表放大器（AD623）。现在，我还有一个正在使用的4线负载传感器。仍然无法使它正常工作，但我认为在移至3线负载传感器之前，我会尝试了解它。

应变仪是一个可变电阻器，因此您的第一个想法可能是用第二个固定电阻器构建一个电阻分压器，以检测电压变化的变化。
不幸的是，应变仪是非常不灵敏的可变电阻器，当施加重量时，其电阻变化很小。电阻分压器的灵敏度不足以检测变化。因此，我们需要另一种方法。
一个惠斯登电桥是解决方案。

应变仪与R2仍构成一个电阻分压器，这有何不同？假设所有电阻器的值都相同，等于应变仪静止时的电阻。这样，电压表两端的电压将为零，而不是电源的一半。由于我们的读数是零基准的，因此我们可以轻松地对其进行放大，以使整个电路具有更高的灵敏度。
Oli提到了差分放大器，但这还不够。我们不想像差分放大器那样通过施加负载来影响读数。我们需要一个仪表放大器，它是具有很高输入阻抗的差分放大器。这是最常用的仪表放大器配置，

它使用单个电阻器（）设置放大。您必须将放大设置为较高的值，可能在 100和 1000之间（不太清楚；所谓的应变仪数据表很臭）。 $R_G$$\times$$\times$

现在，我们如何连接应变计，因为它有三根电线，而不是上面示意图中的两根电线？同样，数据表在这里没有用，但是您可能会像这样连接它：

这种连接方式可以补偿导线电阻，否则会影响读数。 $R_{WIRE 1}$

另一种可能性是，导线分别代表惠斯通电桥的顶部，右侧和底部。通过测量导线之间的电阻可以轻松确定哪一个。在第一种情况下，您将在和之间没有电阻。在第二种情况下，您需要测量红白色和白黑色之间相等的电阻（您可能需要切换导线。同样，数据表也无济于事）。$WIRE 1$$WIRE 3$

您可以将惠斯通电桥的电压表接口连接到仪表放大器的输入。

来自本网站的图片

我不会在电路设计上发表评论，因为这似乎引起了很多关注，但是我建立了一个项目，在该项目中，我砍下了一个浴室磅秤，因此该磅秤已启用网络并具有可服务当前重量的网络服务器，关于将整个事情放在一起有一些想法。

在构建放大器之前，为了大致了解如何设置增益，请首先构建应变仪电路，上电，然后使用万用表（比Arduino ADC敏感得多）来测量输出来自应变仪电路的最大电压，并施加了最大预期负载。然后，当您构建放大器电路时，您可以选择使放大器的最大输出达到5V的增益电阻（Arduino的ADC采样0-5V），您将获得ADC之外的最大范围。

这样做的原因是ADC的范围和分辨率是有限且谨慎的，因此，如果您要测量0-1000磅，而AVR ADC的分辨率为10位，则充其量只能达到如果重量从0-1000磅增加，则放大器的输出信号从0-5V变为1磅。如果您只是半打它，或者用增益电阻来猜测，或者从纯粹的反复试验开始而感到无聊并且不使用整个范围，那么您将丢掉精度。假设您将一个放大器拼凑在一起，并且它仅输出0-2.5V，那么您将丢掉一半的量程，并且精确到2磅以内。对于相同的1000磅范围。

这取决于项目以及您的关心程度。当我制作骇客秤时，我需要射程为0-200lbs。，但是我对精度并不十分关注。基本上，我的目标是确定秤上的容器是空的还是满的，可能分辨率很低，超出了诸如1/8满，3/4满之类的分辨率。我刚刚建立了最简单的单运放差分放大器电路，可以通过零件袋中的第一个低压运放找到它，并设置好增益，以使ADC在〜200 lbs时达到饱和。即使采用这种超简单的结构，它也具有令人惊讶的精确度和线性度，对磅秤肯定好（它比这要好得多，但我什至不需要磅精确度，所以当我校准它时，我以5磅为增量增加了重量。我的校准数据表）。

根据要求添加原理图：

这或多或少是我构建的电路的原理图，但是我将其放到了无焊面包板上，因此希望在我实际从事的工作中没有太多的现场工程。删除的部分是一个额外的电阻器和电位计，该电阻和电位计应该能够调整应变仪电路，因此在没有负载的情况下输出恰好为0v，但是无论如何我最终都会得到一个很小的正电压，并且无关紧要，所以我没有去调试它。Sig + / Sig-是应变计连接到放大器电路的地方。我没有建立应变计电路，而是使用了秤，所以实际上我对使用应变计的细节并不了解，我只是想出了如何使用那里的东西。我的有两对仪表，每对都有一条V +，V-和信号线。

我电路中的电阻值不一定对您有任何意义，因为选择它们是为了提供我需要的增益。根据您的需要选择您的。

注-我离开底部作为另一种选择，因为我没有注意到包装的差异马上.. 编辑还是不太相信许多运算放大器如何可用。

您可能想在尝试任何一种方法之前先阅读一下（基本的）运算放大器理论（我没有读过它，因为它在很多地方都比我能解释得更好，并且可以/可以填充书籍），因为这样做很容易出了问题（即使您应该知道自己在做什么），它们也不像某些“可以正常工作”的IC一样，并且常常给新用户带来很多挫败感。

您链接到的器件是一个双运放（一个封装中有两个运放），没有最重要的零引脚或NC引脚（有关这些说明，请参见下文）。这是数据手册中的引脚排列：

您仍然可以在下面执行单放大器选项，但是由于您有两个运算放大器，因此TI应用笔记第4页上的两个运算放大器版本是一个更好的选择（效果更好，因为它不会对输入信号产生太大影响）可以使用公式计算出这些值，以使增益（公式的Vo部分）大于100。请注意，史蒂文（Steven）详细介绍了此选项的缺点，并说这还不够。我完全不同意-这远非理想，但如上链接的TI应用笔记中所述，如果您调整增益以补偿负载，则可以使其正常工作。但是，随着阻抗随反相输入端的输入电压而变化，结果将是非线性的。因此，如果您有多个运算放大器，那么仪表放大器就是您的理想之选。

单运放选项

您需要制作一个差分放大器，如下所示：

对于您的应用程序，类似于本应用笔记第3页上的值的内容将是合适的。为此，最好使用一种称为仪表放大器的仪器，它使用3个运算放大器，但是您可以使它与一个放大器一起工作。电阻设置运算放大器的增益。

NC的意思是“不连接”，所以不用担心该引脚。零位偏移量用于调整两个输入之间的很小的偏移量（通常为mV左右）（理想情况下将没有偏移量）

注意- 前几天在这里提出了一个非常类似的问题。询问者使用的是3运放仪表放大器，但仍应提供参考。

尝试将电压反转到两个应变仪之一。这具有使电压变化量加倍的效果。对它们进行相同的布线会在两个放大器输入端产生〜相同的电压，等于零差分。