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机电一体化专业英语宋主民章
第 3 章 中间转换电路
3.1 前言
传感器在测量系统中是把所测的机械信号转换为电量的一次仪表。这些电量可能是
所用元件的电阻、电容或电感参数的变化，需要用电桥将它们转换为电压或电流信号。
另一方面，实际上由一次仪表产生的电信号是非常微弱的，它必须经过调理才能适合于
后继电路处理。信号调理 （或信号转换）包括隔离、噪声抑制、放大和变换等，这些工
作由转换电路来完成。
3.2 电桥
电桥是将元件参数如电阻、电感或电容转换成电压或电流的测量电路。电桥的优点有
电路简单，精度高和灵敏度高，所以它被广泛用于测量系统。电桥分直流电桥和交流电
桥两类。
3.2.1 直流电桥 如图 3.1 所示,在 C 和 D 端施加直流电源，R ，R ，R 和 R 是电桥的
1 2 3 4
四个臂。在自由端 A 和 B 输出的电压为
R R R R
U 1 4 2 3 E ( 3- 1 )
0 s
R R (R R )
1 2 3 4
图 3.1 直流电桥
当 R R = R R ，电桥的电压输出为零，U =0,此时电桥处于平衡状态。
2 3 1 4 o
3.2.2 交流电桥 （图 3.2） 交流电桥用正弦交流电压供电。电桥的臂元件可以是电阻、
电感或电容，电桥的电压输出为
Z Z Z Z
1 4 2 3
U0 Us ( 3-2 )
Z 1 Z 2 (Z 3 Z 4 )
式中 U 是电桥的电源电压
S
Z ,Z ,Z 和 Z 分别是四个臂的复阻抗参数，可用它的模和相位角来表示为
1 2 3 4
1
Z Z , Z Z , z Z 及 Z Z
1 1 1 2 1 2 3 3 3 4 4 4
交流电桥的平衡条件为
Z Z = Z Z (3.3)
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