第四讲 测量电路与桥路分析VIP

.,第四讲桥路分析,一.测量原理,二.测量电桥,三.测量电桥的应用,四.应用实例,六.串联和并联,五.导线电阻影响,.,1.桥路分析,惠斯登电桥,由欧姆定律:I12=E/(R1+R2)I34=E/(R3+R4),UAB=UA-UB=ER1/(R1+R2)UAD=UA-UD=ER4/(R3+R4),U=UD-UB=UAB-UAD=R1/(R1+R2)-R4/(R3+R4)E,输出电压U=E(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4),一.测量原理,.,U=0时，电桥平衡，则R1R3=R2R4,各臂阻值变化R1、R2、R3、R4,U=E(R1+R1)(R3+R3)-(R2+R2)(R4+R4)(R1+R1+R2+R2)(R3+R3+R4+R4)-1,对于等臂桥有R1=R2=R3=R4=R,=(E/4)(R1-R2+R3-R4)/R1+(1/2)(R1+R2+R3+R4)/R-1,输出电压U=E(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4),U=(E/4)(R1/R1-R2/R2+R3/R3-R4/R4),.,U=(E/4)(R1/R1-R2/R2+R3/R3-R4/R4),设计,K为应变仪灵敏系数,U=(KE/4)(1-2+3-4),K仪为应变仪灵敏系数,则有,因,.,二.测量电桥,1.1/4桥接法,2.半桥接法,3.全桥接法,半桥温度外补偿接法桥臂系数B=1,半桥温度自补偿接法B=2,全桥温度外补偿接法B=2,全桥温度自补偿接法B=4,等强度梁,.,四.应用实例,1.半桥接法：,拉压应变测定：,a.温度补偿:,A,B,C,D,D1,D2,R1,R2,仪=1-2+3-4=F+t-t=F,1=F+t,2=t,3=4=0,.,b.拉杆：,要求：测F，温补，增大读数,思考：如何接线？仪与F的关系？,1=F+t，3=4=0,仪=1-2=F+F=(1+)F,F=仪/(1+),读数应变的放大倍数用桥臂系数B衡量:,B=仪/所测单片应变值,例中：B=仪/F=1+即放大倍数为1+,2=-F+t，,.,扭转切应力测定：,T,T,A,B,C,如何布片？,分析表面点的应力态，纯剪应力态主方向为45，故沿45方向布二片。,45,45,如何接线？,R1,R2,分析：1=主+t2=-主+t所以，R1接AB桥，R2接BC桥。,仪=1-2=(主+t)-(-主+t)=2主,主=仪/2,同理：=G仪,T=Wp=GWp仪,.,2.全桥接法：,扭转切应力测定,F,F,M,M,T,T,要求：测T,消除拉弯影响,45,45,R1,R2,R1,R2,R3,R4,A,B,C,D,R1,R2,R3,R4,1=T+F+M+t,2=-T+F-M+t,3=T+F-M+t,4=-T+F+M+t,仪=4TT=仪/4,=2G主=G仪/2,.,弯曲应变测定,1,3,2,4,l,1,3,F,F,P,P,要求：测M,求P,消除拉伸影响,提高精度。,1=3=F+M+t,2=4=F-M+t,A,B,C,D,1,2,3,4,仪=1-2+3-4=4M,M=M/Wz=EM=E仪/4,P=EWz仪/4l,.,五.导线电阻影响,不计线阻r时，一臂阻值为R1，如发生变化R1,要考虑计线阻r时，（实际读数必然反映此影响）,.,不计线阻r时，,要考虑计线阻r时，,实际测出时要已考虑计线阻r，但由于仪器灵敏系数按没考虑的设定，故测出数要作修正。,.,可见线阻修正是线性的。,.,.,六.串联和并联,1.串联,半桥接法时，如AB上串联同一批号等阻值应变片R1，R2，在BC上串联两补偿片。,应变片R1，R2不串联如应变分别读数为1，2，则应变仪上读数为：,.,证明：,AB上串联两同一批号等阻值后阻值R,对上式微分,得明,.,半桥接法时，如AB上串