電橋電路的計算

㈠ 惠斯通電橋測電橋原理

1. 電阻橋定義解釋
惠斯通電橋是由四個電阻組成的電橋電路，這四個電阻分別叫做電橋的橋臂，惠斯通電橋利用電阻的變化來測量物理量的變化，單片機採集可變電阻兩端的電壓然後處理，就可以計算出相應的物理量的變化，是一種精度很高的測量方式。其電路形式如下圖所示。

在電橋中有三個電阻阻值是固定的分別為R1，R2，R3，第四個電阻是可變的為Rx，Rx發生變化時，圖中B,D兩點之間的電壓發生變化，通過採集電壓的變化就可以知道環境中物理量的變化，而從實現測量的目的。下面舉例介紹電橋電路的計算方式。
2. 電阻橋相關計算
假設流過R1，R2橋臂的電流為I1，流過R3，Rx橋臂的電流為I2，電橋供電電壓為VCC，如下圖所示。

通過歐姆定律可以計算出每個電阻兩端的電壓。在R1和R2這兩個橋臂上，R1，R2將VCC電壓分壓，R2電阻兩端得到的電壓即為V1；在R3和Rx這個橋臂上，R3，Rx將VCC電壓分壓，R3電阻兩端得到的電壓即為V2。下面分別用歐姆定律計算V1和V2。
流過電阻R1和R2的電流I1:

R2兩端的電壓V1：

流過電阻R3和Rx的電流I2:

R3兩端的電壓：

V1和V2的電壓差：

由此可以看出：
如果4個電阻都相等，即R1=R2=R3=Rx，那麼ΔV=0，即電橋處於平衡狀態；
Rx發生變化會導致△V發生變化；
3.電阻橋的應用
在實際使用中，我們通常將其中三個電阻值固定，而將另外一個電阻換成熱敏電阻、壓敏電阻、PT100等，這時候就可以用電橋來測物理量了。如果將PT100接入電橋，隨著環境溫度的變化，PT100的阻值發生變化導致ΔV發生變化，將差分電壓ΔV通過差分運放放大後進入單片機的AD采樣，再對照PT100的電阻-溫度對應表就可以知道當前環境的溫度了。

㈡ 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。

㈢ 電橋電路輸出端電壓是怎樣求的

原理簡介：假設四個電阻固定，當形成迴路時，若滿足：「R3*R2=R1*R4」，即對版角的電阻乘積權相等，則此時Udb等於0，就是bd間沒有電壓。利用這個原理，當等式兩邊四個量中的一個為未知量的時候，如果調節其餘的三個值能使得等式成立，那麼用公式就可以得到未知量。但是實際上只要等式兩邊各有一個可以調節的可變電阻，那麼另外兩個電阻有一個是定值，則餘下的另外一個必然可以得到。

㈣ 電橋平衡電阻計算的例題

當電橋處於平衡時,R0相當於開路,用代維南定理:R1和R4組成的只路為串聯R1+R4=120;R3和R2組成的只路為串聯R3+R2=120;根據代維南定理,兩之路並聯,得:R=(R1+R4)*(R3+R2)/(R3+R2)+(R1+R4)=60.即可

㈤ 全橋電路的計算問題

假設有一個輸入220VAC,輸出240VDC的全橋變換器，將220VAC串個防浪沖電阻進入二級管橋,輸出地方用高壓電解電容330V/220uF。

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。
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，
由可見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。