【摘要】:在实际测试时,为了简化桥路设计以及得到电桥的最大灵敏度,一般取R1=R2=R3=R4=R。从以上分析可知,电桥电阻之间具有和差特性,即相邻桥臂电阻变化相减,相对桥臂电阻变化相加。利用电桥的和差特性可以解决许多实际问题,如可利用差的特性使电桥输出电压为零,或利用和的特性使电桥的输出电压放大。
在实际测试时,为了简化桥路设计以及得到电桥的最大灵敏度,一般取R1=R2=R3=R4=R。当为全桥时,各桥臂电阻都发生变化,假设R1变为R1+ΔR1,R2变为R2+ΔR2,R3变为R3+ΔR3,R4变为R4+ΔR4,则此时输出电压为
由于ΔRi≪R,忽略所有ΔRi的高次项及分母中的ΔRi项,则上式可近似为
式(6.3)反映了输出电压与各桥臂电阻变化的关系。根据电阻相对变化量与应变的关系,式(6.3)也可写为
式中 K——应变片的灵敏度系数,假设各应变片的灵敏度系数相等。
根据工作臂电阻变化的情况,有以下3种方式:
(1)半桥单臂
各桥臂只有一个桥臂电阻发生变化,假设ΔR1≠0,ΔR2=ΔR3=ΔR4=0,则式(6.3)变为
定义电桥的灵敏度为
则半桥单臂的灵敏度为Ui。
(2)半桥双臂
有两个桥臂的电阻值发生变化,假设ΔR1≠0,ΔR2≠0,ΔR3=ΔR4=0,则输出电压为(www.daowen.com)
当ΔR1=ΔR2时
Uo=0
当ΔR1=-ΔR2=ΔR时
则半桥双臂的灵敏度为Ui。
(3)全臂电桥
电桥的4个桥臂的电阻值都发生变化,假设ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4=ΔR,则电桥输出为
当ΔR1=-ΔR2=ΔR3=-ΔR4=ΔR时,输出电压为
此时,全臂电桥的灵敏度为Ui。
从以上分析可知,电桥电阻之间具有和差特性,即相邻桥臂电阻变化相减,相对桥臂电阻变化相加。利用电桥的和差特性可以解决许多实际问题,如可利用差的特性使电桥输出电压为零,或利用和的特性使电桥的输出电压放大。
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