工程测试测试技术51电桥ppt课件

1、CH5 CH5 模拟信号的调理与转换模拟信号的调理与转换5.15.1电桥电桥5.25.2 滤波器滤波器5.35.3 调制与解调调制与解调5.45.4 模拟模拟/ /数字转换数字转换 (A-analog & D-digital)(A-analog & D-digital)5.15.1 电桥电桥定义：定义： 将电阻、电容、电感等参数的变将电阻、电容、电感等参数的变化转换为电压或电流输出的一种丈化转换为电压或电流输出的一种丈量电路。量电路。电桥的分类：电桥的分类：按鼓励电源的类型：按鼓励电源的类型： 直流电桥直流电桥交流电桥交流电桥根据其任务原理分类：根据其任务原理分类：归零法归零法

2、偏值法偏值法5.15.1 电桥电桥w任务原理：任务原理：w 利用四个桥臂中的一个或数个利用四个桥臂中的一个或数个的阻值变化而引起电桥输出电的阻值变化而引起电桥输出电压的变化压的变化 。 直流电桥构造方式a和和d之间的电位差：之间的电位差：5.1.1 5.1.1 直流电桥直流电桥4231RRRR11112abxRUI ReRR电桥140123413241234 abadxxxRReUUeeRRRRR RR ReRRRR5-1w电路分析：电路分析：b和d输出电压: 平衡条件:42434adxRUI ReRR1324R RR Ra和和b之间电位差：之间电位差：exe05.1.1 5.1.1 直流电桥

3、直流电桥1. 1. 零值法零值法R1: R1: 用于感受被丈量的电阻用于感受被丈量的电阻. .R2 R2 ：标定过的可变电阻：标定过的可变电阻. .R2 R2 的值可以改动，以使电桥从平衡到不平衡的值可以改动，以使电桥从平衡到不平衡再到达平衡再到达平衡. . G: G: 检流计检流计电桥的平衡操作可以手动完成也可自动完成5.1.15.1.1直流电桥直流电桥1.零值法l主要用于静态物理量的丈量.l优点优点: : l 无需知道输入电压无需知道输入电压. .l缺陷缺陷: : l检流计的电流值不能够准确为零检流计的电流值不能够准确为零. . 因此丈量结果有一定的误差因此丈量结果有一定的误差. .5.1

4、.1 5.1.1 直流电桥直流电桥2. 偏值法偏值法是指在不平衡条件下，一个或多个桥臂阻值的变化经过接入节点b、d两端的电压表测得电压降或者电流表的电流作为指示. 直流电桥的衔接方式：直流电桥的衔接方式：半桥单臂半桥单臂 半桥双臂半桥双臂 全桥全桥 5.1.15.1.1直流电桥直流电桥n假定4个桥臂的阻值相等,即R1=R2=R3=R4=R0, 式(5-4) 就变为：a)a)半桥单臂半桥单臂 w电桥仅有一个桥臂的阻值随被丈量变化，这个桥臂称为任务桥臂，其他桥臂是固定电阻。设任务桥臂为R1，其变化量为R，由式5-1可得电桥输出电压:1401234xRRReeRRRRR5-4004xReeR0042

5、xReeRR5-4-2n假定 RR0, 那么 (5-4-2) 简化为： n同时假定同时假定 R1=R2=R3=R4=R0 R1=R2=R3=R4=R0 and R1= R2= R, and R1= R2= R, 那么有：那么有：n电桥有两个任务臂电桥有两个任务臂. . 假定假定 R1 and R2 R1 and R2 是任务臂是任务臂, ,且且电阻值为电阻值为R1 and R2. R1 and R2. b)半桥单臂衔接半桥单臂衔接1122&RRRR002xReeRn一切桥臂都是任务臂,即44332211,RRRRRRRR00 xReeR3124014xRRRReeRRRRc) c) 全

6、桥全桥 n假定 R1=R2=R3=R4=R0 andR1=R2= R3=R4=R, 那么有:n假设每个桥臂的变化方向是一致的, 其阻值的变化为：R1+R1, R2+R2, R3+R3, R4+R4. 假定R1=R2=R3=R4=R0, 那么有： 3124014xRRRReeRRRRl电桥的和差特性：电桥的和差特性：相对桥臂阻值的变化所产生的输出电压为该两桥臂各阻值变化产生的输出电压之和。 相邻桥臂阻值的变化所引起的输出电压为该两桥臂各阻值变化产生的输出电压之差； 5.1.15.1.1直流电桥直流电桥 灵敏度 电桥的灵敏度的定义如下：n半桥单臂的输出电压半桥单臂的输出电压n半桥双臂的输出电压半桥

7、双臂的输出电压n全桥的输出电压全桥的输出电压002xReeR004xReeR00 xReeR5.1.15.1.1直流电桥直流电桥yeKR应变丈量应变丈量:为了提高灵敏度，在梁的上、下外表各贴一个初始阻值相等的同种应变片，并分别接入电桥的相邻两桥臂 .和差特性 的运用:v能消除温度变化所引起的误差.5.1.15.1.1直流电桥直流电桥 w频率特性好. w可以用来丈量动态物理量.2.偏值法和零值法相比，偏值法需求稳定的输入电压和准确指示输出电压的电压表.5.1.15.1.1直流电桥直流电桥5.1.25.1.2交流电桥交流电桥 w和直流电桥相比和直流电桥相比 ：w交流电作为输入；交流电作为输入；w电桥的桥臂可以是电阻、电容和电感电桥的桥臂可以是电阻、电容