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电桥电桥原理 › 电桥电路是什么?深度解析电桥电路的分类和交流电桥电路的工作原理

电桥电路是什么?深度解析电桥电路的分类和交流电桥电路的工作原理

电桥电路

电桥电路是由四个二端元件接成四边形形成的电路结构。各边称为电路的桥臂。激励源接到桥臂的一个对角上,另一对接电桥的负载或电桥的输出检测电路。

电桥电路的分类

电桥分为平衡电桥和不平衡电桥。

直流电桥和交流电桥

全臂桥(双差动电桥)、半臂桥(差动电桥)和单臂桥

电桥电路的平衡

用电桥进行测量前,必须先使电桥电路处于平衡状态,即电桥无输出。 但由于应变片电阻值总有偏差,接触电阻,导线电阻等 存在,往往电桥不能平衡,因此需设置预调平衡电路。 在电桥中增加R 5电阻和 R 6电位器, R6 可分为两部分:

电桥电路是什么?电桥电路的分类和交流电桥电路的工作原理解析

R ‘6 = n1R 6

R = n 2R 6

n1 + n 2 = 1 见(b)

将星形连接变为三角形连接,则

R 1’与R 2‘是分别并联在R1和R 2上的,只要调节 R’6和R‘’6就可使电桥平衡。

3惠斯通电桥  用欧姆表测量电阻虽然方便,但不够精确,而用伏安法测电阻,电表所引起的误差又难以消除,精确地测量电阻,常用惠斯通电桥。

图为惠斯通电桥的电路图,当 B、D 两点的电势相等时,通过检流计的电流强度Ig=0,此时就称电桥平衡(可通过调节滑动触头 D 的位置来实现)。

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根据串联电路中电阻与电压成正比的原理,可知此时应有R1:R2=Rx:R0

一般来讲, R1 和 R2 由同一均匀电阻丝组成,其阻值与长度成正比,待测电阻的计算公式为

测出电阻丝长度L1 和L2 之比,再由标准电阻R0的阻值即可确定待测电阻 Rx 的阻值。

交流电桥的工作原理

电路如图1所示。桥体有四个桥臂,分别由交流阻抗元件构成,在电桥的一个对角线ab接交流电源,另一个对角线cd上接交流指零仪。 调节各桥臂参数,当指零仪读数为0时,c、d两点的电位相等,电桥达到平衡,这时有

可见交流阻抗电桥的平衡条件包括两部分:一是相对桥臂阻抗模的乘积必须相等;二是相对桥臂阻抗幅角之和必须相等。因此,交流电桥的平衡调节,要比直流电桥复杂得多。为使电桥达到平衡,需要反复调节桥臂的参数,电桥达到平衡所需反复调节的次数叫做收敛性,收敛性好的电桥能较快取得平衡。电桥的收敛性取决于桥臂阻抗的性质及调节参数的选择,是衡量交流电桥性能的一个重要技术指标,对于收敛性差的电桥,由于比较难达到平衡而不常用。

 

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