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电桥电桥原理 › 平衡电桥原理

平衡电桥原理

 

 

 

 

 

 

电阻变量的测量电桥,结构简单,具有灵敏度高,测量范围宽,线形度好,精度高和容易实现温度补偿等优点,因此能很好地满足应变测量的要求,是目前最多最广泛的一种测量电路。

上图所示为一直流供电的平衡电桥。A,B,C,D为电桥顶点,它的四个桥臂由R1、R2、R3、R4的四个电阻组成(其中任一个电阻可以是应变片,即热敏电阻),AC两端为输入口接直流电源,BD两端为电桥输出。

当电桥输出端BD接到一个无穷大负载电阻(实际上只要大到一定数值即可)上时,可以认为输出端开路,这时直流电桥称为电压桥。

从ABC半个桥看,流经R1的电流:

 

 

R1两端压降:

 

 

R3两端压降:

 

 

电桥输出电压:

 

 

由上式可知,当R1R4=R2R3时,则电桥U0=0,则称电桥处于平衡状态。设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4则电桥的输出电压为:

(精确公式)

 

若将平衡条件R1R4=R2R3代入上式,并考虑ΔR1  < R1略去高阶微量,则电桥的输出电压为:

(近似公式)

 

在这个平衡电桥中由热敏电阻作为我们温度设计信号的来源,当它受到不同温度时会经过整个平衡电桥来使输出电压发生变化。实现温度的检测与电压转换。

 

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