PCB_strain_gauge：一款独特的应变片测量解决方案

PCB_strain_gauge：一款独特的应变片测量解决方案

PCB_strain_gauge 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pc/PCB_strain_gauge

在现代电子测量技术中，应变片的应用日益广泛，它们能够感知微小的形变并转换为电信号，为各种工程领域提供可靠的测量手段。今天，我们将为您介绍一款开源项目——PCB_strain_gauge，它将应变片的功能与PCB设计巧妙结合，为测量技术带来全新的视角。

项目介绍

PCB_strain_gauge是一款创新的应变片测量项目，其核心在于利用PCB板本身作为传感元件。这款应变片具有放大器，能够测量微米级别的形变，同时具有±3cm的全量程偏转范围。这种设计不仅简化了应变片的应用，也提高了测量的精度和可靠性。

项目技术分析

制造工艺

项目推荐使用0.6mm的PCB板厚度，但可以根据不同应用需求调整。较薄的PCB板会导致输出电压摆幅减小。项目中提供了多种PCB设计文件，包括：

• strain_gauge_3.zip：20mm x 118mm，双层设计，最小线宽0.15mm (~6mil)，4-element传感桥。
• strain_gauge_3_rotated.zip：与前者基本相同，但使用2-element传感，理论上具有更低的温度漂移和制造成本偏差。
• stran_gauge_stiffener.zip：20mm x 42mm的矩形板，用于保持元件侧不发生弯曲，可以用3M VHB 5906粘附。

装配过程

本项目考虑到了手工装配的便利性，无需使用热风枪或回流炉。PCB板可以作为独立单元使用，内置Seeed Studio XIAO RP2040微控制器，或通过引脚连接外部微控制器。外部模数转换器（ADC）和偏置电压发生器可以省略，通过放置跳线在U8的第2和第3脚之间，无需施加力即可测得输出电压。

编程与定制

项目包含了示例固件，该固件会在打开串行控制台后等待，进行5秒的偏移校准，然后以最低增益设置连续采样。graph.py脚本可以用来显示输出结果。对于高灵敏度测量，确保在开始校准前让PCB板达到稳定工作温度至少5分钟。

为了定制传感元件的形状，可以使用draw_footprint.ipynb生成指定宽度、高度和曲率的轮廓，生成的.svg文件可以导入Inkscape，并通过svg2shenzen工具转换为KiCad footprint。

项目及应用场景

PCB_strain_gauge的应用场景广泛，包括但不限于：

• 结构健康监测：通过测量桥梁、建筑等大型结构的关键部件形变，及时发现潜在的结构问题。
• 机器人感知：在机器人关节或结构中集成应变片，实现对运动和负载的精确感知。
• 医疗设备：用于测量患者生理参数，如呼吸、血压等。

项目特点

1. 独特的测量方式：使用PCB板作为传感元件，简化了应变片的应用。
2. 高灵敏度与精确度：能够测量微米级别的形变，满足高精度测量需求。
3. 灵活性：设计可定制，适用于多种不同应用场景。
4. 易于集成：可直接与微控制器或其他电子组件集成，实现快速开发。

PCB_strain_gauge以其创新的设计和实用的功能，为应变片测量领域带来了新的选择。无论是工程师、研究人员还是爱好者，都可以利用这个开源项目进行创新和探索。通过合理运用SEO规则，我们相信PCB_strain_gauge将在电子测量领域中获得更广泛的应用和认可。

PCB_strain_gauge 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pc/PCB_strain_gauge