开头随便说说

做这个东西是因为。。。老板让做个测应变的柔性器件，但是没有啥特别好的标定应变的方法，然后就想拿金属应变片做个应变测量系统，利用一波本科时候的知识。

基本思路

电桥

emmm基本想法就是很简单的电桥放大（因为金属应变片的电阻变化相对自己本身的电阻来讲很小嘛，电桥可以有效的提取信号），这块没啥好设计的，准备做双臂的电桥去测，所以就是两个应变片和两个阻值与应变片相等的定值电阻。
如果电源电压V，电阻值为R，电阻变化为ΔR，可以计算一下电桥的输出

$V_+ = V\times\frac{R}{2R+\Delta R},V_-=V\times\frac{R}{2R-\Delta R}$V+​=V×2R+ΔRR​,V−​=V×2R−ΔRR​

$\Delta V = V_+-V_-=V\frac{2R^2-R\Delta R - (2R^2+R\Delta R)}{4R^2-{\Delta R}^2}=-V\frac{\Delta R}{2R}$ΔV=V+​−V−​=V4R2−ΔR22R2−RΔR−(2R2+RΔR)​=−V2RΔR​

放大芯片

放大芯片看上了INA126和INA125这两款
手册地址：
INA126
INA125
两个芯片的参数其实差不太多。。。所以决定用引脚数更少的INA126????
其原理图为

内部是两个同相放大器做差分，可以分析一波输出表达式
首先由运放的虚短特性有
$V_8 = V_{IN}^+,V1=V_{IN}^-$V8​=VIN+​,V1=VIN−​
$I_1=V_{IN}^-/40k\Omega$I1​=VIN−​/40kΩ
$I_G=\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}$IG​=RG​VIN+​−VIN−​​
则有
$I_2 = I_1-I_G=V_{IN}^-/40k\Omega-\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}$I2​=I1​−IG​=VIN−​/40kΩ−RG​VIN+​−VIN−​​
$V_{2O}=V_{IN}^-+I_2\times 10k\Omega=V_{IN}^-+10k\Omega\times (V_{IN}^-/40k\Omega-\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G})=\frac{5}{4}V_{IN}^--10k\Omega\times\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}$V2O​=VIN−​+I2​×10kΩ=VIN−​+10kΩ×(VIN−​/40kΩ−RG​VIN+​−VIN−​​)=45​VIN−​−10kΩ×RG​VIN+​−VIN−​​
$I_3 = (V_{IN}^+-V_{2O})/10k\Omega=\frac{V_{IN}^+-\frac{5}{4}V_{IN}^-+10k\Omega\times\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}}{10k\Omega}=\frac{V_{IN}^+-\frac{5}{4}V_{IN}^-}{10k\Omega}+\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}$I3​=(VIN+​−V2O​)/10kΩ=10kΩVIN+​−45​VIN−​+10kΩ×RG​VIN+​−VIN−​​​=10kΩVIN+​−45​VIN−​​+RG​VIN+​−VIN−​​
$I_4=I_3+I_G=\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}+\frac{V_{IN}^+-\frac{5}{4}V_{IN}^-}{10k\Omega}+\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}$I4​=I3​+IG​=RG​VIN+​−VIN−​​+10kΩVIN+​−45​VIN−​​+RG​VIN+​−VIN−​​
$V_6 = V_{IN}^++40k\Omega\times I_4=V_{IN}^++2\frac{ V_{IN}^+-V_{IN}^-}{R_G}\times 40k\Omega+4V_{IN}^+-5V_{IN}^-+=(V_{IN}^+-V_{IN}^-)\times(5+\frac{80k\Omega}{R_G})$V6​=VIN+​+40kΩ×I4​=VIN+​+2RG​VIN+​−VIN−​​×40kΩ+4VIN+​−5VIN−​+=(VIN+​−VIN−​)×(5+RG​80kΩ​)

嗯没什么问题，和手册给的放大倍数完全一样，看来是白算了。

在手册的第16页有个电桥放大电路的示例，不妨照搬一波

联系之前的计算，其输出电压大约应该是
$-5\frac{\Delta R}{2R}\times (5+\frac{80k\Omega}{R_G})$−52RΔR​×(5+RG​80kΩ​) V

这个电路图在滤波及AD转换电路之前就是把电桥的电源接在了INA126的输入端，然后电源接在了一起，唯一的区别是在INA126的5管脚处添加了REF1004C-1.2，可以提供1.2V的稳压参考电压。
REF1004C-1.2手册

emmm，不过他在这加个1.2V参考电压是干嘛呢。。。这就设计到后面的AD转换器ADS7817了
ADS7817手册
ADS7817是12位200kHz的模数转换器，

实际输入电压应该是2.5V左右，比较满足条件了。

如果说我想要测到5%应变（淘宝的金属应变片就别想了，到不了这么大的），电桥输出电压是0.125V，放大倍数取个15好了，$R_G=8k\Omega$RG​=8kΩ

未完待续