電橋電路

A. 如何搭建應電片的電橋電路

橋接電路測量絕緣電阻。單臂和雙臂電橋測量直流電阻。西林橋測量絕緣體的介電損耗

B. 電橋電路有哪幾種它們各自的靈敏度與線性度如何

電阻應變片的測量電路
電阻應變片測量電路通常分直流電橋和交流電橋,主要內的性能指標是非線容性、 靈敏度和負載特性.
(l)直流電壓源單臂橋.如圖5一12所示為直流電壓源單臂橋的基本電路,電 壓輸出表示為B凡忽略溫度對電阻的影響,若Rl、尺:}補\_義夕}!和R;的阻值固定,R:沒有應變時能使電}、『一一一弓一一一一曰 橋達到平衡,輸出電壓Uo為零,可得出!—一一州卜—一一J 電壓的平衡條件,即
RIR4一凡凡(5一30)圖5一12直流電壓源單臂橋的基本電路
應變片工作時.由於電阻值變化很小,電橋相應輸出電壓也很小,一般需要加 人放大器進行放大.由於放大器的輸人阻抗比橋路輸出阻抗高很多,所以此時仍視 電橋為開路.
當受應變時,若應變片電阻變化為△尺,其他橋臂固定不變,電橋輸出電壓 Uo舉O,則電橋不平衡,設橋臂比n=RZ/R:,平衡條件尺2/R,二R『/R:,則 通過分析可以得出:電橋電壓靈敏度正比於電橋供電電壓,但供電電壓的提高 受到應變片允許功耗的限制;電橋電壓靈敏度是橋臂電阻比值,:的函數,選擇合適 的橋臂比n的值,使電橋具有較高的電壓靈敏度.

C. 什麼是平衡電橋，電路分析中如何分析平衡電橋

如下圖：

其中，R1、R2和R3、R4組成電橋電路，中間連接的可能是電流表、也內有可能是電流源容、電阻等。當四個電阻的參數滿足：R1×R4=R2×R3時，稱為平衡電橋，電橋平衡時圖中的mA表中電流為零。

如果mA表位置為電阻，則電路結構為含有Y或者△連接，可以使用Y-△變換的方法，也可以使用戴維南定理，將其中所求的電阻從電路中斷開，簡化電路結構，可以方便求解。

上述是對於直流電路而言的，如果是交流電路，其中4個電阻位置可以是電阻、電感、電容，或者是它們的串聯組和，就組成了交流電橋。如果用Z1、Z2和Z3、Z4表示，在Z1×Z4=Z2×Z4時，稱為交流平衡電橋。

D. 電路疊加定理中電橋的問題

圖（b）中，上面兩個20Ω電阻串聯，下面20Ω電阻與30Ω電阻串聯，兩個串聯支路並聯接在20V電壓源兩端。
20/（20+20）為上面那條支路的電流，也就是I2'的值，乘以20得到的是右上角20Ω電阻兩端的電壓，即圖中U'的「+」對電源負極的電壓；
同樣：20/（20+30）為下面支路的電流，乘以30，得到右下角30Ω電阻的電壓；
兩個電壓相減，顯然就是U1'的值。

圖（c）中：上面兩個20Ω電阻並聯，下面的20Ω與30Ω並聯，然後二者串聯接入電流源。即電路結構為：（20∥20）+（20∥30）。
（20∥20）兩端電壓為：0.5×（20∥20），因此I2"=0.5×（20∥20）/20=0.5×[20×20/（20+20）]/20=0.5×20/（20+20）；
右上角20Ω兩端電壓為：0.5×（20∥20）=0.5×20×20/（20+20）；右下角30Ω兩端電壓為：0.5×（20∥30）=0.5×20×30/（20+30）；
兩個電壓相減，顯然就是U1"的值。

E. 電橋電路怎麼計算

一般是進行「三角形----星形」轉化去化簡電路求解。

一般地，被測量者的狀態量專是非常微弱的，必須屬用專門的電路來測量這種微弱的變化，最常用的電路就是各種電橋電路，主要有直流和交流電橋電路。

電橋電路的作用：把電阻片的電阻變化率ΔR/R轉換成電壓輸出，然後提供給放大電路放大後進行測量。

單臂工作：電橋中只有一個臂接入被測量，其它三個臂採用固定電阻；雙臂工作：如果電橋兩個臂接入被測量，另兩個為固定電阻就稱為雙臂工作電橋，又稱為半橋形式；全橋方式：如果四個橋臂都接入被測量則稱為全橋形式。

F. 電橋電路的輸出方式

電橋的輸出方式有電流型和電壓型兩種，主要根據負載情況而定。
1）電流輸出型
當電橋的輸出信號較大，輸出端又接入電阻值較小的負載如檢流計或光線示波器進行測量時，電橋將以電流形式輸出，如圖1.4.2a所示，負載電阻為Rg由圖中可以得
;
所以電橋輸出端的開路電壓UAB為
(1-4-1)
應用有源-----埠網路定理，電流輸出電橋可以簡化成圖1.4.2a所示的電路。圖中E'相當於電橋輸出端開路電壓Uab，R'為網路的入端電阻
(1-4-2)
由圖1.4.2b可以知道。流過負載Rg的電流為 (1-4-3)
當Ig =0時，電橋平衡。故電橋平衡條件為
R1R3=R2R4或
當電橋負載電阻Rg等於電橋輸出電阻時，即阻抗匹配時，有
這時電橋輸出功率最大，電橋輸出電流為
(1-4-4)
輸出電壓為
(1-4-5)
當橋臂R1為與被測量有關的可變電阻，且有電阻增量ΔR時，略去分母中的ΔR項則對於輸出對稱電橋, R1=R2=R,R3=R4=R
對於電源對稱電橋，R1=R4=R,R2=R3=R'≠R
對於等臂電橋，R1=R2=R3=R4=R
由以上結果可以看出，三種形式的電橋，當ΔR<<R時，其輸出電流都與應變片的電阻變化率即應變成正比，它們之間呈線性關系。
2) 電壓輸出型
當電橋輸出端接有放大器時，由於放大器的輸入阻抗很高，所以可以認為電橋的負載電阻為無窮大，這時電橋以電壓的形式輸出。輸出電壓即為電橋輸出端的開路電壓，其表達式為 (1-4-6)
設電橋為單臂工作狀態，即R1為應變片，其餘橋臂均為固定電阻。當R1感受被測量產生電阻增量ΔR1時，由初始平衡條件R1R3=R2R4得 ，代入式（1-4-6），則電橋由於ΔR1產生不平衡引起的輸出電壓為
(1-4-7)
對於輸出對稱電橋，此時R1=R2=R,R3=R4=R?/SUP>，當R1臂的電阻產生變化ΔR1=ΔR，根據（1-4-7）可得到輸出電壓為
(1-4-8)
對於電源對稱電橋，R1=R4=R,R2=R3=R'≠R。當R1臂產生電阻增量ΔR1=ΔR時，由式（1-4-7）得
(1-4-9)
對於等臂電橋R1=R2=R3=R4=R ，當R1的電阻增量ΔR1=ΔR時，由式（1-4-7）可得輸出電壓為
(1-4-10)
由上面三種結果可以看出，當橋臂應變片的電阻發生變化時，電橋的輸出電壓也隨著變化。當ΔR《R時，電橋的輸出電壓與應變成線性關系。還可以看出在橋臂電阻產生相同變化的情況下，等臂電橋以及輸出對稱電橋的輸出電壓要比電源對稱電橋的輸出電壓大，即它們的靈敏度要高。因此在使用中多採用等臂電橋或輸出對稱電橋。
在實際使用中為了進一步提高靈敏度，常採用等臂電橋，四個被測信號接成兩個差動對稱的全橋工作形式，如圖1.4.3所示。
由圖1.4.3可見R1=R+ΔR,R2=R-ΔR,R3=R+δR,R4=R-ΔR ，將上述條件代入式(1-4-6)得
(1-4-11)
由式(1-4-11)看出，由於充分利用了雙差動作用，它的輸出電壓為單臂工作時的4倍，所以大大提高了測量的靈敏度。
圖1.4.3 等臂電橋全橋工作方式 圖1.4.4 交流電橋

G. 含有電橋的電路如何分析

如果電橋兩端復的電勢相等，電橋制平衡，這時在其中的那個電阻上沒有電流通過，可以不看它，回到簡單電路，串並聯關系為2並2；如果電橋接端的電勢不相等，電橋不平衡，橋上有電流通過，該電路為復雜電路，不能明確串並聯關系，對於其中的各種問題的求解應用基爾霍夫方程組求解。
請上面的同學自學一下基爾霍夫的兩種方程，這類問題迎刃而解。

H. 什麼叫電橋電路

一般地，被測量是非常微弱的，必須用專門的電路來測量這種微弱的變內化，最常用的電路就是各種容電橋電路，主要有直流和交流電橋電路。 電橋電路的作用：把電阻片的電阻變化率ΔR/R轉換成電壓輸出，然後提供給放大電路放大後進行測量。

I. 電橋電路圖原理

電橋工作原理：

當被測量發生變化時，會使得感應電阻的阻值發生變化，從而專打破電橋平衡，使得檢流計不屬再為零或Uab電壓不再為零，此時Uab電壓的大小與被測量變化相對應，通過建立電壓Uab與被測量的數據對應表，從而得到相應的測量值。

電橋電路的認識：

一般地，被測量者的狀態量是非常微弱的，必須用專門的電路來測量這種微弱的變化，最常用的電路就是各種電橋電路，主要有直流和交流電橋電路。

電橋電路的作用:把電阻片的電阻變化率ΔR/R轉換成電壓輸出，然後提供給放大電路放大後進行測量。

單臂工作:電橋中只有一個臂接入被測量，其它三個臂採用固定電阻;雙臂工作:如果電橋兩個臂接入被測量，另兩個為固定電阻就稱為雙臂工作電橋，又稱為半橋形式;全橋方式:如果四個橋臂都接入被測量則稱為全橋形式。

J. 如何搭建應變片的電橋電路

金屬電阻應變片應用於力學測量時，需要和電橋電路一起使用;由於應變片電橋電路的輸出信號微弱，採用直流放大器又容易產生零點漂移現象，故多採用交流放大器對信號進行放大處理，所以應變片電橋電路一般都採用交流電供電，組成交流電橋。根據讀數方法的不同，電橋又分為平衡電橋和不平衡電橋兩種。平衡電橋僅適合測量靜態參數，而不平衡電橋則適合測量動態參數。
由於直流電橋和交流電橋在工作原埋上相似，為了方便起見，下面僅就直流不平衡電橋進行介紹。

金屬電阻應變片電橋電路圖
傳輸文件進行 [薄膜開關] 打樣

圖所示電路是輸出端接放大器的直流不平衡電橋的電路。第一橋臂接電阻應變片R1，其他三個橋臂接固定電阻。當應變片R1末發生應變時，由於沒有阻值變化，電橋維持初始平衡條件的R1.R4=R2.R3，因而輸出為零，即

UOUT=A(Rl.R4一R2.R3)=0
當應變片產生應變時，應變片產生△R1的電阻變化，電橋處於不平衡狀態，此時

假設，並考慮到電橋初始平衡條件，省略去分母中的微量，則上式可寫成為

從式中可以看出，輸出電壓正比於應變片發生應變時產生的電阻變化量A們。