电桥原理

电桥原理

平衡电桥原理

图1

平衡电桥电路原理图

电阻变量的测量电桥，结构简单，具有灵敏度高，测量范围宽，线形度好，精度高和容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求，是目前最多最广泛的一种测量电路。

上图所示为一直流供电的平衡电桥。A,B,C,D为电桥顶点，它的四个桥臂由R1、R2、R3、R4的四个电阻组成(其中任一个电阻可以是应变片，即热敏电阻)，AC两端为输入口接直流电源，BD两端为电桥输出。

当电桥输出端BD接到一个无穷大负载电阻(实际上只要大到一定数值即可)上时，可以认为输出端开路，这时直流电桥称为电压桥。

从ABC半个桥看，流经R1的电流

R1两端压降:

R3两端压降:

电桥输出电压:

由上式可知，当R1R4=R2R3时，则电桥U0=0,则称电桥处于平衡状态。设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4则电桥的输出电压为:

(精确公式)

若将平衡条件R1R4=R2R3代入上式，并考虑ΔR1

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R1略去高阶微量，则电桥的输出电压为:

(近似公式)

在这个平衡电桥中由热敏电阻作为我们温度设计信号的来源，当它受到不同温度时会经过整个平衡电桥来使输出电压发生变化。实现温度的检测与电压转换。