电桥电路

A. 如何搭建应电片的电桥电路

桥接电路测量绝缘电阻。单臂和双臂电桥测量直流电阻。西林桥测量绝缘体的介电损耗

B. 电桥电路有哪几种它们各自的灵敏度与线性度如何

电阻应变片的测量电路
电阻应变片测量电路通常分直流电桥和交流电桥,主要内的性能指标是非线容性、 灵敏度和负载特性.
(l)直流电压源单臂桥.如图5一12所示为直流电压源单臂桥的基本电路,电 压输出表示为B凡忽略温度对电阻的影响,若Rl、尺:}补\_义夕}!和R;的阻值固定,R:没有应变时能使电}、‘一一一弓一一一一曰 桥达到平衡,输出电压Uo为零,可得出!—一一州卜—一一J 电压的平衡条件,即
RIR4一凡凡(5一30)图5一12直流电压源单臂桥的基本电路
应变片工作时.由于电阻值变化很小,电桥相应输出电压也很小,一般需要加 人放大器进行放大.由于放大器的输人阻抗比桥路输出阻抗高很多,所以此时仍视 电桥为开路.
当受应变时,若应变片电阻变化为△尺,其他桥臂固定不变,电桥输出电压 Uo举O,则电桥不平衡,设桥臂比n=RZ/R:,平衡条件尺2/R,二R‘/R:,则 通过分析可以得出:电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压,但供电电压的提高 受到应变片允许功耗的限制;电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值,:的函数,选择合适 的桥臂比n的值,使电桥具有较高的电压灵敏度.

C. 什么是平衡电桥，电路分析中如何分析平衡电桥

如下图：

其中，R1、R2和R3、R4组成电桥电路，中间连接的可能是电流表、也内有可能是电流源容、电阻等。当四个电阻的参数满足：R1×R4=R2×R3时，称为平衡电桥，电桥平衡时图中的mA表中电流为零。

如果mA表位置为电阻，则电路结构为含有Y或者△连接，可以使用Y-△变换的方法，也可以使用戴维南定理，将其中所求的电阻从电路中断开，简化电路结构，可以方便求解。

上述是对于直流电路而言的，如果是交流电路，其中4个电阻位置可以是电阻、电感、电容，或者是它们的串联组和，就组成了交流电桥。如果用Z1、Z2和Z3、Z4表示，在Z1×Z4=Z2×Z4时，称为交流平衡电桥。

D. 电路叠加定理中电桥的问题

图（b）中，上面两个20Ω电阻串联，下面20Ω电阻与30Ω电阻串联，两个串联支路并联接在20V电压源两端。
20/（20+20）为上面那条支路的电流，也就是I2'的值，乘以20得到的是右上角20Ω电阻两端的电压，即图中U'的“+”对电源负极的电压；
同样：20/（20+30）为下面支路的电流，乘以30，得到右下角30Ω电阻的电压；
两个电压相减，显然就是U1'的值。

图（c）中：上面两个20Ω电阻并联，下面的20Ω与30Ω并联，然后二者串联接入电流源。即电路结构为：（20∥20）+（20∥30）。
（20∥20）两端电压为：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两端电压为：0.5×（20∥20）=0.5×20×20/（20+20）；右下角30Ω两端电压为：0.5×（20∥30）=0.5×20×30/（20+30）；
两个电压相减，显然就是U1"的值。

E. 电桥电路怎么计算

一般是进行“三角形----星形”转化去化简电路求解。

一般地，被测量者的状态量专是非常微弱的，必须属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。

F. 电桥电路的输出方式

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，如图1.4.2a所示，负载电阻为Rg由图中可以得
;
所以电桥输出端的开路电压UAB为
(1-4-1)
应用有源-----端口网络定理，电流输出电桥可以简化成图1.4.2a所示的电路。图中E'相当于电桥输出端开路电压Uab，R'为网络的入端电阻
(1-4-2)
由图1.4.2b可以知道。流过负载Rg的电流为 (1-4-3)
当Ig =0时，电桥平衡。故电桥平衡条件为
R1R3=R2R4或
当电桥负载电阻Rg等于电桥输出电阻时，即阻抗匹配时，有
这时电桥输出功率最大，电桥输出电流为
(1-4-4)
输出电压为
(1-4-5)
当桥臂R1为与被测量有关的可变电阻，且有电阻增量ΔR时，略去分母中的ΔR项则对于输出对称电桥, R1=R2=R,R3=R4=R
对于电源对称电桥，R1=R4=R,R2=R3=R'≠R
对于等臂电桥，R1=R2=R3=R4=R
由以上结果可以看出，三种形式的电桥，当ΔR<<R时，其输出电流都与应变片的电阻变化率即应变成正比，它们之间呈线性关系。
2) 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
(1-4-7)
对于输出对称电桥，此时R1=R2=R,R3=R4=R?/SUP>，当R1臂的电阻产生变化ΔR1=ΔR，根据（1-4-7）可得到输出电压为
(1-4-8)
对于电源对称电桥，R1=R4=R,R2=R3=R'≠R。当R1臂产生电阻增量ΔR1=ΔR时，由式（1-4-7）得
(1-4-9)
对于等臂电桥R1=R2=R3=R4=R ，当R1的电阻增量ΔR1=ΔR时，由式（1-4-7）可得输出电压为
(1-4-10)
由上面三种结果可以看出，当桥臂应变片的电阻发生变化时，电桥的输出电压也随着变化。当ΔR《R时，电桥的输出电压与应变成线性关系。还可以看出在桥臂电阻产生相同变化的情况下，等臂电桥以及输出对称电桥的输出电压要比电源对称电桥的输出电压大，即它们的灵敏度要高。因此在使用中多采用等臂电桥或输出对称电桥。
在实际使用中为了进一步提高灵敏度，常采用等臂电桥，四个被测信号接成两个差动对称的全桥工作形式，如图1.4.3所示。
由图1.4.3可见R1=R+ΔR,R2=R-ΔR,R3=R+δR,R4=R-ΔR ，将上述条件代入式(1-4-6)得
(1-4-11)
由式(1-4-11)看出，由于充分利用了双差动作用，它的输出电压为单臂工作时的4倍，所以大大提高了测量的灵敏度。
图1.4.3 等臂电桥全桥工作方式 图1.4.4 交流电桥

G. 含有电桥的电路如何分析

如果电桥两端复的电势相等，电桥制平衡，这时在其中的那个电阻上没有电流通过，可以不看它，回到简单电路，串并联关系为2并2；如果电桥接端的电势不相等，电桥不平衡，桥上有电流通过，该电路为复杂电路，不能明确串并联关系，对于其中的各种问题的求解应用基尔霍夫方程组求解。
请上面的同学自学一下基尔霍夫的两种方程，这类问题迎刃而解。

H. 什么叫电桥电路

一般地，被测量是非常微弱的，必须用专门的电路来测量这种微弱的变内化，最常用的电路就是各种容电桥电路，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。

I. 电桥电路图原理

电桥工作原理：

当被测量发生变化时，会使得感应电阻的阻值发生变化，从而专打破电桥平衡，使得检流计不属再为零或Uab电压不再为零，此时Uab电压的大小与被测量变化相对应，通过建立电压Uab与被测量的数据对应表，从而得到相应的测量值。

电桥电路的认识：

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。

J. 如何搭建应变片的电桥电路

金属电阻应变片应用于力学测量时，需要和电桥电路一起使用;由于应变片电桥电路的输出信号微弱，采用直流放大器又容易产生零点漂移现象，故多采用交流放大器对信号进行放大处理，所以应变片电桥电路一般都采用交流电供电，组成交流电桥。根据读数方法的不同，电桥又分为平衡电桥和不平衡电桥两种。平衡电桥仅适合测量静态参数，而不平衡电桥则适合测量动态参数。
由于直流电桥和交流电桥在工作原埋上相似，为了方便起见，下面仅就直流不平衡电桥进行介绍。

金属电阻应变片电桥电路图
传输文件进行 [薄膜开关] 打样

图所示电路是输出端接放大器的直流不平衡电桥的电路。第一桥臂接电阻应变片R1，其他三个桥臂接固定电阻。当应变片R1末发生应变时，由于没有阻值变化，电桥维持初始平衡条件的R1.R4=R2.R3，因而输出为零，即

UOUT=A(Rl.R4一R2.R3)=0
当应变片产生应变时，应变片产生△R1的电阻变化，电桥处于不平衡状态，此时

假设，并考虑到电桥初始平衡条件，省略去分母中的微量，则上式可写成为

从式中可以看出，输出电压正比于应变片发生应变时产生的电阻变化量A们。