Circuito de balança de banheiro digital - como funciona?

Gostaria de entender como as balanças de banheiro digitais funcionam. Pude perceber que existem quatro células de carga de três fios conectadas à ponte Wheatstone, conforme sugerido abaixo. As células de carga possuem três fios que parecem estar conectados como se houvesse dois resistores (R1A, R1B primeira célula; R2A, R2B segunda célula, etc). A resistência das quatro células de carga é aproximadamente a mesma, cerca de 1kΩ, e muda levemente sob pressão. (As resistências RA e RB mudam.) A PCB carrega os símbolos E +/-, S +/-, que provavelmente representam 'excitação' (tensão de entrada) e 'sentido' (tensão de saída).

Alguém pode explicar como isso funciona? Entendo que a ponte Wheatstone atua como um divisor de tensão e que a diferença de tensão é medida entre S + e S-. No entanto, não vejo como ele pode funcionar com as quatro células de carga conectadas dessa maneira: se eu me posicionar perfeitamente na balança para que a pressão seja idêntica para todas as células de carga, a diferença de tensão não mudará. Se a pressão não for a mesma, a diferença de tensão será aleatória. Alguma ideia?? Suspeito que as células de carga possam ser mais complexas do que penso. Ou poderia isso ser algo mais?

Editar: adicionada uma foto do PCB.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

OK, problema resolvido. A ponte está conectada assim. Apenas uma resistência nas células de carga é variável, a outra é fixa.

Por que a confusão acima? Eu estava medindo a resistência de uma célula de carga que vinha de uma escala diferente. As células pareciam bastante semelhantes, portanto eu pensei que eram as mesmas. Mas eles não eram! Eureka!

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Descobri que os resistores "A" não são fixos, mas mostram uma mudança de resistência espelhada porque sofrem uma compressão em vez de um alongamento. Isso ocorre porque não há uma curvatura simples do arco de metal, mas a fixação especial do rebite na parte superior do braço resulta em uma complexa dobra em forma de "S". Assim, ambos os sensores podem ser colados no mesmo lado suporte metálico. Portanto, a conexão do fio vermelho é posicionada no ponto médio entre as partes côncava (sensor de fio preto) e convexa (sensor de fio branco) dessa curva.Conclusão: os quatro transdutores de 3 fios formam uma ponte de wheatstone de 8 resistores com de fato 8 elementos ativos

O PCB possui duas pontes de wheatstone (WSB) s, a saída são as 2 derivações vermelhas (sig diferencial); Atualmente, estou cortando uma balança de banho. Cada célula de canto contém 2 SG em um lado de uma viga cantilever com bk, vermelho e wh leva ao PCB.

Para compensação de temperatura, dois medidores de tensão são afixados em um lado da viga. Aqui está uma citação do Wiki:

"Essa {temperatura} é geralmente compensada pela introdução de uma resistência fixa na perna de entrada, pela qual a tensão efetiva fornecida aumenta com a temperatura, compensando a diminuição da sensibilidade com a temperatura". A resistência fixa é o extensômetro que compensa a temperatura. Observe que as unidades de medição de temperatura disponíveis comercialmente são realmente um medidor e um resistor fixo.

Não importa como a carga é aplicada aos quatro cantos. Com um "grampo em C" em um canto, observei uma leitura de peso.

meus dois esquemas de circuitos de ponte de Wheatstone são mostrados na Figura 51. Aplicação de célula de carga da especificação de amplificador de instrumentação LMV861. A conexão é: black-gnd; branco-5V; vermelho-V- e V + para o LMV861 A1 & A2 (entradas +). Produz uma saída de 0-4V de A4 para um A / D. As saídas são então adicionadas.

as peças estão em ordem e fornecerão mais dados posteriormente.

A imagem mostra uma ponte de wheatstone com 4 células de carga. Isso foi simulado usando o circuito Lab, como compartilhado no link: células de carga de 3 fios e pontes de wheatstone de uma balança de banheiro Simulando -o para pressão em todas as células de carga, a ponte realmente está em uma condição de desequilíbrio