首页 >>  正文

如何充分发挥箱式电桥仪器的灵敏度?

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-13
什么叫电桥灵敏度?怎样测量电桥的灵敏度?

电桥灵敏度是电桥测量技术的一个重要指标,电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端电压或电流的变化来表示,测量电桥的桥臂电阻一般都应该按最大灵敏度来选择。电桥的概念:用比较法测量各种量(如电阻、电容、电感等)的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”。如图电路中有一电阻为未知(R2),一对角线中接入直流电源U,另一对角线接入检流计G。可以通过调节各已知电阻的值使G中无电流通过,则电桥平衡,未知电阻R2=R1·R4/R3。原理:假设四个电阻固定,当s闭合时,若满足:“R3*R2=R1*R4”,即对角的电阻乘积相等,则此时Ucd等于0,就是cd间没有电压。利用这个原理,当等式两边四个量中的一个为未知量的时候,如果调节其余的三个值能使得等式成立,那么用公式就可以得到未知量。但是实际上只要等式两边各有一个可以调节的可变电阻,那么另外两个电阻有一个是定值,则余下的另外一个必然可以得到。用这个原理可以做成电阻测量箱。而这个原理用的就是“电桥”的概念,或者说“平衡电桥”的概念。常用电桥:1、惠登斯电桥电桥是用比较法测量物理量的电磁学基本测量仪器,电桥的种类很多,测量中等阻值(10~106欧姆)的电阻要用惠斯登单臂电桥进行测量;若要测量更大阻值的电阻,一般采用高电阻电桥或兆欧表;而要测量阻值较小的电阻,一般采用双臂电桥(开尔文电桥)。电桥准确度高、稳定性好,所以被广泛用于电磁测量、自动调节和自动控制中。惠斯登单臂电桥是最基本的直流单臂电桥。2、凯尔文电桥凯尔文电桥又称“双臂电桥”。测量10^(-6)~10^2欧姆低电阻的直流电桥。R是跨线电阻(包括Rx、Rs两电阻器间的接线电阻、接触电阻及内部连接线电阻),Rs是标准电阻。当调节R1、R2、R3、R4和Rs使桥路中无电流(即灵敏电流计g的指针不偏转)时,将有下列平衡条件成立:R1R2=R3R4和Rx=R1R2Rs。Rx的计算式与R无关,从而可减小接线电阻和接触电阻所产生的误差。3、单臂电桥即只有一个电阻是待求或未知或变化的(不同的用途或领域)。4、双臂电桥即有两个电阻是待求或未知或变化的。

最主要和直接的方法
1、提高电源电压
2、用高灵敏检流计
有改善的方法
选择合适的倍率,使电桥第一个盘示值最接近于1
较麻烦的方法:
按被测对象设计桥臂参数,尽量使用等臂电桥

1.1半桥式改进电路

如果没有C1和C2为普通半桥电路,虚线框中为电感传感器的等效电路,传感器测头的位移带动螺线管中铁芯上下移动,从而改变上下两个线圈的电感值。将两线圈等效成纯电阻和纯电感的串联,如图中R1和L1组成上线圈,R2和L2组成下线圈,输出接在上线圈上。实际传感器中线圈与输出的接线不会变,只是通过铁芯移动来改变电感,所以R1和R2固定不变。输出电压

在上下两个线圈并联电容C1和C2后,分别形成了谐振回路I和回路II。如果铁芯在最下方时:回路II谐振,回路I失谐。当铁芯在最上方时:回路I谐振,回路II失谐。由于谐振电路在谐振时的阻抗会远大于失谐时的阻抗。可以定性地得出,铁芯在最下方时Uout的幅值会比没有电容小,在最上方时会比没有电容时大,所以灵敏度会增大。但在最下方和最上方中间的变化情况,以及它的线性度则需要后边仿真来确定。输出电压

1.2全桥式改进电路

普通全桥电路图2(a),传感器上下两线圈分别与匹配电阻R3和R4相连,在L1=L2时电桥平衡,当向上发生△X的位移时,铁芯上移,L1增大△L,L2减小△L,Uout的变化会比半桥方式增加近两倍,输出电对上下两线圈分别采用并联和串联电容C1和C2的方式,形成谐振回路I和回路II,通过后续仿真观察这两种方式电路性能的变化情况。输出电压

2、电路的仿真

2.1仿真平台及仿真条件

仿真平台使用Multisim,它是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有庞大的元器件库和全面的仪器仪表库和丰富的仿真分析能力。采用它来对改进前后的电路进行仿真。

在仿真之前,先结合工程实际情况对仿真条件进行一些设定:

(1)激励电源:频率为7.5kHz,峰峰值为5V的交流电。

(2)传感器:总电感值为10mH差动电感传感器,线性范围为3~7mH,电感的自身的电阻值为54Ω。

如上文所述R1和R2固定不变,所以R1和R2为27Ω。而对应的纯电感L1和L2,会随着位移线行变化,满足L1 L2=10mH(3<L1<7,3<L2<7)。

2.2仿真过程及结果

对于半桥时电路II由于希望铁芯在最下方时回路II谐振,最上方时回路I谐振,因为L1和L2的变化范围为3~7mH。L2为7mH时回路II谐振,L1为7mH时回路I谐振。按照仿真条件计算C1=C2=65nF。简化仿真不妨取C1=C2,在65nF附近从55~100nF间隔5nF进行仿真,观察电路性能,仿真结果如图3所示。

可以看出不同的电容值对电路的性能影响很大,如果选择不恰当,反而会使系统性能下降。只有选择适当容量的电容大小才能使测量灵敏度提高,同时保持尽量小的线性误差。所以选取曲线在L1=3~7mH段时,灵敏度最高,线性度最好,进行最小二乘计算,它与普通半桥的对比如图4所示。


18271032704如何充分发挥箱式电桥仪器的灵敏度?
养唯吴答:可以定性地得出,铁芯在最下方时Uout的幅值会比没有电容小,在最上方时会比没有电容时大,所以灵敏度会增大。但在最下方和最上方中间的变化情况,以及它的线性度则需要后边仿真来确定。输出电压 1.2全桥式改进电路 普通全桥电路图2(a),传感器上下两线圈分别与匹配电阻R3和R4相连,在L1=L2时电桥平...

18271032704如何提高电桥灵敏度?
养唯吴答:1、提高驱动电源电压 2、增加变化的桥臂。灵敏度是电桥测量技术的一个重要指标,电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端电压或电流的变化来表示。即:Su=⊿Uo/(⊿R/R)或Si=⊿Io/(⊿R/R),分别表示电桥的电压灵敏度和电流灵敏度。测量电桥的桥臂电阻一般都应该按最大灵敏度来选择...

18271032704如何提高电桥的灵敏度?
养唯吴答:由电桥灵敏度的公式可知,提高测量电桥的灵敏度,靠提高驱动电源电压和增加变化的桥臂即可达到。

18271032704提高电桥灵敏度的方法
养唯吴答:这种提高灵敏度的方法如下:1、提高电源电压选择合适的倍率,使电桥第一个盘示值最接近于1。2、用高灵敏检流计。3、选择合适的倍率,使电桥第一个盘示值最接近于1。4、按被测对象设计桥臂参数,尽量使用等臂电桥。

18271032704为了提高电桥测量的灵敏度,应采取哪些措施
养唯吴答:提高电源电压。提高电桥测量的灵敏度最直接的方法就是提高电源电压,不仅很有效率且很简单易操作。数字电桥就是能够测量电感,电容,电阻,阻抗的仪器。

18271032704根据电阻箱组装电桥的测试结果,电桥灵敏度与哪些因素有关
养唯吴答:驱动电源电压、变化的桥臂、电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端电压或电流的变化来表示。即:Su=⊿Uo/(⊿R/R)或Si=⊿Io/(⊿R/R),分别表示电桥的电压灵敏度和电流灵敏度。测量电桥的桥臂电阻一般都应该按最大灵敏度来选择。电桥电路有单臂桥、双臂桥、全桥之分。

18271032704电桥灵敏度与哪些因素有关?
养唯吴答:电桥灵敏度S越高,反之则低.\x0d电桥测量电阻,仅在电桥平衡时才成立的,而电桥的平衡是依据检流计的偏转来判断的,由于判断时受到眼睛分辨能力的限制而存在差异,会给测量结果带来误差,影响测量的准确性.这个影响的大小取决于电桥的灵敏度.灵敏度越高影响越小.\x0d电桥灵敏度与下面诸因素有关:\x0d...

18271032704从研究电桥灵敏度的实验方案中哪些因素影响电桥灵敏度
养唯吴答:(4)与检流计的内阻和串联的限流电阻rg之和有关。越小,电桥灵敏度s越高,反之则低。电桥测量电阻,仅在电桥平衡时才成立的,而电桥的平衡是依据检流计的偏转来判断的,由于判断时受到眼睛分辨能力的限制而存在差异,会给测量结果带来误差,影响测量的准确性。这个影响的大小取决于电桥的灵敏度。灵敏...

18271032704什么叫电桥灵敏度?怎样测量电桥的灵敏度?
养唯吴答:电桥灵敏度是电桥测量技术的一个重要指标,电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端电压或电流的变化来表示,测量电桥的桥臂电阻一般都应该按最大灵敏度来选择。电桥的概念:用比较法测量各种量(如电阻、电容、电感等)的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”...

18271032704电桥灵敏度是如何定义的
养唯吴答:1、电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端电压或电流的变化来表示;2、测量电桥的桥臂电阻一般都应该按最大灵敏度来选择;3、由电桥灵敏度的公式可知,提高测量电桥的灵敏度,靠提高驱动电源电压和增加变化的桥臂即可达到。


(编辑:怀静柄)
联系方式:
关于我们 | 客户服务 | 服务条款 | 联系我们 | 免责声明 | 网站地图
@ 作文摘要网