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电桥电路的原理

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-13
电桥平衡的原理

半桥电路串联电容和平衡电阻的工作原理

电桥式的就是惠斯通电桥!
压阻式应变压力传感器的主要由电阻应变片按照惠斯通电桥原理组成。
电阻应变片:一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。

金属电阻应变片的内部结构

如图所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。

惠斯通电桥电路原理惠斯通原理
惠斯通电桥是采用比较法的思想对未知电阻进行测量的。测量时选择一定的比例臂数值(R1/R2)并将电桥量的调整平衡,就可以将待测电阻(Rx)与标准电阻(R0)进行比较,从而确定待测电阻的阻值。

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:

  

  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)。

  

  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。

一般地,被测量者的状态量是非常微弱的,必须用专门的电路来测量这种微弱的变化,最常用的电路就是各种电桥电路,主要有直流和交流电桥电路。
电桥电路的作用:把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出,然后提供给放大电路放大后进行测量。
单臂工作:电桥中只有一个臂接入被测量,其它三个臂采用固定电阻;双臂工作:如果电桥两个臂接入被测量,另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥,又称为半桥形式;全桥方式:如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。
输出方式
电桥的输出方式有电流型和电压型两种,主要根据负载情况而定。
1)电流输出型
当电桥的输出信号较大,输出端又接入电阻值较小的负载如检流计或光线示波器进行测量时,电桥将以电流形式输出,电压输出型
当电桥输出端接有放大器时,由于放大器的输入阻抗很高,所以可以认为电桥的负载电阻为无穷大,这时电桥以电压的形式输出。输出电压即为电桥输出端的开路电压,其表达式为 (1-4-6)
设电桥为单臂工作状态,即R1为应变片,其余桥臂均为固定电阻。当R1感受被测量产生电阻增量ΔR1时,由初始平衡条件R1R3=R2R4得 ,代入式(1-4-6),则电桥由于ΔR1产生不平衡引起的输出电压为


18797701743移相全桥电路原理是什么
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18797701743h桥电路工作的原理是什么
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18797701743电桥电路图原理
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18797701743桥式电路工作的原理是什么
勾雷购答:桥”,因此得名。桥式电路的工作原理是,当电流通过桥式电路时,电流会在四个电阻器之间分配,从而使电流的总和保持不变。由于电阻器的电阻值可以改变,因此可以改变电流的分配,从而改变电流的总和。桥式电路可以用来测量电阻器的电阻值,也可以用来改变电路的阻抗,从而改变电路的特性。

18797701743电桥的工作的原理是什么
勾雷购答:通常,电桥的工作原理是通过调整已知电阻的值来使得两个电路的电阻相等。当两个电路的电阻相等时,桥腿的电阻就会被测量出来。电桥的工作原理可以通过下面的公式来表示:Rx=(R1*R3)/R2其中,Rx是桥腿的电阻,R1、R2和R3是已知电阻。在使用电桥测量电阻时,需要注意,电桥测量的精度受到已知电阻的精度和...

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(编辑:封鲁旺)
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