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直流电桥传感器转换电路分析

应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化,为显示与记录应变的大小,还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化,一般采用电桥电路实现这种转换。根据电源的不同,电桥分为直流电桥和交流电桥。下面小编就直流电桥做下简要介绍。
    直流电桥表示桥压由直流供电。


    由分压器原理,从图可知,负载电流为


    当IL=0时,电桥平衡,此时的输出电压UO=0,电桥平衡的条件为
 

    设R1为工作应变片,应变将使其阻值变化ΔR1,R2,R3,R4为固定电阻,并设RL=∞,则有


    设桥臂比n=R2/R1,因应变片的电阻变化量一般比其初始阻值小得多,故可略去分母中的ΔR1/R1,可得


    电桥灵敏度定义为


    因此此电桥的电压灵敏度为


    它与电桥电源电压成正比,同时与桥臂比n有关。易知,当n=1,即R1=R2时,ku取最大值。此时有
    ku=U/4
    直流电桥的优点是高稳定度的直流电源易于获得,电桥调节平衡电路简单,传感器至测量仪表的连接导线的分布参数影响小等。但是后续要采用直流放大器,容易产生零点漂移,线路也较复杂。因此应变电桥现在多采用交流电桥。