负载电池是用于测量力的设备。为了响应施加力，它会在输出上产生电信号。最常见的负载电池类型之一是应变量表，用于测量重量。在本文中，我们将研究负载单元的工作原理和负载单元的各种规格。

什么是负载电池？

负载电池是力传感器。传感器是将能量形式转换为可读电信号的设备。在这种情况下，负载电池将力转换为可以通过电气设备读取的电压。日常生活中最常用的负载电池之一是应变量表，几乎可以在测量重量的所有设备中找到。

负载电池如何工作？

负载电池在柔性背衬上包含非常细的电阻材料。当将力施加到负载电池的身体上时，电阻材料被迫在柔性背衬上变形。由于电阻带的尺寸变化，电阻也会改变。

但是，与材料的总电阻相比，电阻的变化非常小 - 通常在1：100范围内。这使绝对阻力测量变得困难。因此，将电阻材料形成的电阻器放置在称为Wheatstone桥的配置中。惠斯通桥（以查尔斯·惠斯通爵士（Sir Charles Wheatstone）的命名，普及了其用法）是钻石状形状的电阻器的配置，每一侧都包含电阻器，如下所示。

称为激发电压的电压应用于钻石的两个相对角，并在另一对相对角之间读取输出。通常，当不施加力时，所有电阻都具有相同的值。惠斯通桥的每个“腿”都是电阻器分隔器，由于所有电阻都相等，因此每个腿的输出电压相等 - 意味着输出为0V，因为输出位于每个电压分隔器的中间。当施加力时，电阻器的值之一会改变，这会改变桥梁的腿上的电压。这会导致小电压差出现在输出上。

下面的链接是惠斯通桥的交互式模拟。

https://tinyurl.com/ydnudnok

在模拟中，右下电阻在9900Ω和10100Ω之间变化，具有10V激发电压，其输出的输出为±25mV。

如何使用负载电池？

负载电池的输出电压非常小，来自高阻抗源（电压隔板） - 因此，必须执行某些信号调节以准确读取电压。信号条件电路必须具有高输入阻抗，以免加载电压分隔线，并且还具有高共同模式排斥比，因为每条腿的绝对电压是激发电压的一半，并且同时具有高差异。这需要仪器放大器，该放大器满足上述所有条件。下面使用的AD620显示了一个示例电路，该AD620的增益为100，这意味着每1MV输入电压都会有100mV的输出。例如，如果桥的全尺度输出为±25mV，则放大器的输出为±2.5V。

结论

负载电池是一种基于惠斯通桥的测量力的设备。它创建了差异输出，可以使用差分放大器来测量。