工程测试测试技术51电桥.ppt

1、CH5 模拟信号的调理与转换,5.1电桥 5.2 滤波器 5.3 调制与解调 5.4 模拟/数字转换 (A-analog & D-digital),5.1电桥,定义： 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测量电路。,电桥的分类： 按激励电源的类型： 直流电桥 交流电桥,根据其工作原理分类： 归零法 偏值法,5.1电桥,工作原理： 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压的变化 。,直流电桥结构形式,a和d之间的电位差：,5.1.1 直流电桥,电桥,（5-1）,电路分析：,b和d输出电压:,平衡条件:,a和b之间电位差：,ex,e0,5.1.1 直流电桥,1.

2、零值法 R1: 用于感受被测量的电阻. R2 ：标定过的可变电阻. R2 的值可以改变，以使电桥从平衡到不平衡再到达平衡. G: 检流计,电桥的平衡操作可以手动完成也可自动完成,5.1.1直流电桥,1.零值法,主要用于静态物理量的测量.,优点: 无需知道输入电压.,缺点: 检流计的电流值不可能精确为零. 因此测量结果有一定的误差.,5.1.1 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通过接入节点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.,直流电桥的连接形式： 半桥单臂 半桥双臂 全桥,5.1.1直流电桥,假定4个桥臂的阻值相等,即R1=R2=R

3、3=R4=R0, 式(5-4) 就变为：,a)半桥单臂,电桥仅有一个桥臂的阻值随被测量变化，这个桥臂称为工作桥臂，其他桥臂是固定电阻。设工作桥臂为R1，其变化量为R，由式（5-1）可得电桥输出电压:,（5-4）,（5-4-2）,假定 RR0, 则 (5-4-2) 简化为：,同时假定 R1=R2=R3=R4=R0 and R1= R2= R, 则有：,电桥有两个工作臂. 假定 R1 and R2 是工作臂,且电阻值为R1 and R2.,b)半桥单臂连接,所有桥臂都是工作臂,即,c) 全桥,假定 R1=R2=R3=R4=R0 andR1=R2= R3=R4=R, 则有:,若每个桥臂的变化方向是一

4、致的, 其阻值的变化为：R1+R1, R2+R2, R3+R3, R4+R4. 假定R1=R2=R3=R4=R0, 则有：,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；,5.1.1直流电桥,灵敏度 电桥的灵敏度的定义如下：,半桥单臂的输出电压 半桥双臂的输出电压 全桥的输出电压,5.1.1直流电桥,应变测量,应变测量: 为了提高灵敏度，在梁的上、下表面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 的应用:,能消除温度变化所引起的误差.,5.1.1直流电桥,频率特性好. 可以用来测量动态物理量.,2.偏值法,和零值法相比，偏值法需要稳定的输入电压和精确指示输出电压的电压表.,5.1.1直流电桥,5.1