电桥原理详解分析.ppt

第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日ac端：供桥电源端1．直流电桥dcabUU0R1R2R3R4bd端：输出端—接入输入电阻较大的仪表或放大器，因此电桥的输出端可看成开路。第一节电桥1.直流电桥第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.1直流电桥的平衡条件根据电工学理论，输出电压为：电桥平衡：b、d点电位相等，输出U0为0。直流电桥平衡条件：或dcabUU0R1R2R3R4对臂电阻的乘积相等，或邻臂电阻之比相等。平衡条件与电源电压无关。第一节电桥1.直流电桥第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.2直流电桥的连接方式半桥单臂：dcabUU0R1±ΔRR2R3R4第一节电桥1.直流电桥第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日半桥双臂：dcabUU0R3R4R1±ΔR1R2±ΔR2第一节电桥1.直流电桥第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日全桥：dcabUU0R1±ΔR1R3±ΔR3R2±ΔR2R4±ΔR4第一节电桥1.直流电桥第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.3电桥灵敏度以半桥单臂为例：由替代第一节电桥1.直流电桥第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日电桥平衡时，邻臂电阻之比相等，设比值为n，即：可知：（1）U0正比于U；（2）U0正比于n/(1+n)2；（3）U0正比于电阻的相对变化。半桥单臂电桥的灵敏度为:第一节电桥1.直流电桥第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日说明：（1）电阻应变式传感器有：ΔR/R=Kε，K为电阻应变片灵敏度系数，ε为应变，因此输出电压正比于应变。（2）并非供桥电源电压越高，对提高输出越有利。电压越高，电桥灵敏度提高的同时，应变片的功耗急剧上升，使应变片发热，难以实现温度补偿，所以一般不高，一般为6V或9V。（3）电桥灵敏度与邻臂电阻之比有关。对上式求导，并令其为零，可得n=1时灵敏度最大，此时Smax=U/4第一节电桥1.直流电桥第9页，共34页，星期日，2025年，2月5日1.4电桥的输出与和差特性（1）全等臂电桥的输出假设各桥臂分别有电阻增量，代入下式：如果电桥初始状态是平衡的，即有R1R3=R2R4，略去ΔR/R的平方项，化简则得电桥的输出电压增量为：第一节电桥1.直流电桥第10页，共34页，星期日，2025年，2月5日若采用等臂电桥，即R1=R2=R3=R4=R，则有：当采用相同的应变片时，灵敏度系数均为K（ΔR/R=Kε），则上式可以写成：第一节电桥1.直流电桥第11页，共34页，星期日，2025年，2月