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惠斯通电桥概述
发布时间:2018-03-23 09:52:52 点击次数:79

惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化,应变片的电阻变化就用该电路来测量。如图1所示,惠斯通电桥由四个同等阻值的电阻组合而成。

如果:

 

blob.png  blob.png

 

则无论输入多大电压,输出电压总为0,这种状态称为平衡状态。如果平衡被破坏,就会产生与电阻变化相对应的输出电压。如图2所示:

 

将这个电路中的R1与应变片相连,有应变(形变)产生时,记应变片电阻的变化量为ΔR,则输出电压的计算公式如下所示:

blob.png,即:blob.png

上式中除了ε均为已知量,所以如果测出电桥的输出电压就可以计算出应变的大小。

blob.png

            1

 

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               2

 

双应变片法(半桥)

 

如图3,4所示,在电桥中连接了两枚应变片,共有两种联入方法。

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                       3

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                     4

 

四条边中有两条边的电阻发生变化,根据上面的四应变片法的算法可得输出电压的公式。图3为:

blob.png    blob.png

 

 

 

4为:

blob.png    blob.png

也就是说当联入两枚应变片时,根据联入方式的不同,两枚应变片上产生的应变或加或减。

 

 

四应变片法(全桥)

 

四应变片法是桥路的四边全部联入应变片,在电子行业的应变测量中不经常使用,但常用于桥梁、建筑中,如下图所示。

 

当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1R2+ΔR2R3+ΔR3R4+ΔR4的变化时:

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若四枚应变片完全相同,比例常数为K,且应变分别为ε1ε2ε3ε4,则上面的式子可写成下面的形式:

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