Ⅰ 現在想弄一個電橋電路,用來互換正負極用的,5v的電源,意思就是對接的時候可以接反都能正常工作,要怎
用一個普通電橋即可,輸入電壓接交流輸入端,電橋直流輸出端作為輸出。
Ⅱ 電橋電路圖原理
電橋由四個臂組成,每一個臂可以是電阻,也可以是電容、電感、二極體等元件.
如圖,電阻R1~R4組成電橋,N1、N2兩點接一電壓,當R1/R2=R3/R4時,電橋平衡,A、B兩點的電壓差為零.
電橋應用很廣,可以作橋式整流,可以用於精確測量等.
Ⅲ 如何設計電橋感測器驅動電路
最近使用一款陶瓷壓力感測器,本質就是電橋感測器搭建,正好看到ADI這篇期刊,一起來看看驅動原理吧~
儀表放大器可以調理感測器生成的電信號,從而實現這些信號的數字化、存儲或將其用於控制信號一般較小,因此,放大器可能需要配置為高增益。另外,信號可能會疊加大共模電壓, 也可能疊加較大直流失調電壓。精密儀表放大器可以提供高增益,選擇性地放大兩個輸入電壓之間的差異,同時抑制兩個輸入中共有的信號。
惠斯登電橋是這種情況的經典例子,但像生物感測器一類的原電池具有類似的特性。電橋輸出信號為差分信號,因此,儀表放大器是高精度測量的優選。理想情況下,無負載電橋輸出為 零,但僅當所有四個電阻均完全相同時,這種情況方為真。假如有一個以分立式電阻構建的電橋,如下圖所示:
最差情況差分失調 VOS為:
其中:
VEX 為電橋激勵電壓;
TOL 為電阻容差(單位為百分比)。
例如,在各元件的容差均為 0.1%且激勵電壓為 5 V 時,差分失調可以高達±5 mV。如果需要 400 的增益來實現所需電橋靈敏度,則放大器輸出端的失調變成±2 V。假設放大器由同一電源驅動,並且其輸出可以軌到軌擺動,則僅電橋失調就可能消耗掉 80%以上的輸出擺幅。在行業要求電源電壓越來越小的趨勢下,這個問題只會變得更加糟糕。
傳統的三運放儀表放大器架構(如下圖所示)有一個差分增益級,其後為一個減法器,用於移除共模電壓。增益施加於第一級,因此,失調放大的倍數與目標信號相同。因此,將其移除的方法是在參考(REF)端施加反電壓。這種方法的主要不足在於,如果放大器的第一級已經飽和,則調節 REF 上的電壓並不能更正失調。
克服這點不足的幾種方法包括:
根據具體情況,以外部電阻對電橋分流,但對於自動化生產來說,這是不現實的,而且在出廠後是無法調整的;
減少第一級增益,通過微調 REF上的電壓來移除失調, 並再添一個放大器電路以實現所需增益;
減少第一級增益,以高解析度 ADC完成數字化輸出,並在軟體中移除失調。
後兩種選項還需要考慮最差情況下與原始失調值的偏差,從而進一步減少第一級的最大增益。這些解決方案並不理想,因為它們需要額外的電源、電路板空間或成本,來達到高 CMRR 和低雜訊的目標。另外,交流耦合並不是測量直流或超慢移動信號的一種選擇。
間接電流反饋(ICF)儀表放大器(如AD8237 和 AD8420可在放大之前移除失調。下圖顯示ICF拓撲結構原理圖:
該儀表放大器的傳遞函數在形式上與經典三運放拓撲結構的傳遞函數相同,其計算公式為:
由於輸入之間的電壓等於反饋(FB)與參考(REF)端子之間的電壓時,放大器的反饋要求可得到滿足,因此,我們可將該公式重寫為:
這意味著,引入一個等於反饋和參考端子之間失調的電壓,即使在存在大輸入失調的情況下,也可將輸出調整為零伏特。如下圖所示,該調整可以通過以下方法實現:從一個簡單的電壓源(如低成本 DAC)或者來自嵌入式微控制器的濾波 PWM 信 號,通過電阻 RA 將一個小電流注入反饋節點。
等式(3),R1 與 R2 之比將增益設為:
設計師必須確定電阻值。較大電阻值可降低功耗和輸出負載; 較小值可限制FB輸入偏置電流和輸入阻抗誤差。如果 R1 和 R2 的並聯組合大於約30 kΩ, 則電阻開始引起雜訊。 下表顯示了一些建議值:
為了簡化 RA值的查找過程,假設採用雙電源運行模式,有一個接地 REF 端子和一個已知的雙極性調整電壓 VA。這種情況下的輸出電壓可通過以下公式計算:
注意, 從VA至輸出的增益為反相。 VA 的增加會使輸出電壓降低, 比值為R2和 VA reces the output voltage by a fraction given by the ratio of resistors R2 and RA之比。此比值下,可以針對給定的輸入失調,使 調整范圍達到最大。由於調整范圍指向增益之前的放大器輸入, 因此,即使在低解析度源的情況下,也可實施微調。由於 RA 一 般都比 R1大得多,因此,我們可以得到等式(5)的近似值:
為了找到一個 RA值以允許最大失調調整范圍 VIN(MAX), 在給定調整電壓范圍 VA(MAX)的情況下,使VOUT = 0 ,求 RA,結果得到:
其中,VIN(MAX)為感測器預期的最大失調。等式(5)同時顯示, 調整電路的插入會修改從輸入到輸出的增益。即使如此,其影響一般也很小,增益可以重新計算為:
一般地,對於單電源電橋調理應用,參考端的電壓應大於信號 地。如果電橋輸出可以在正負間擺動,情況尤其如此。如果基準電壓源由一個低阻抗源(如分阻器和緩沖器)驅動至電壓 VREF,則等式(5)變為:
如果相對於原始等式中的VREF取 VOUT 和VA ,則可得到相同的結果。 VA(MAX) – VREF 也應替換等式(7)中的 VA(MAX)。
設計示例
假設有一個單電源電橋放大器,其中,用 3.3 V 電壓來激勵電橋並驅動放大器。滿量程電橋輸出為±15 mV, 失調可能處於±25-mV 的范圍。為了取得所需靈敏度,放大器增益需為 100,ADC 的輸入范圍為 0 V 至 3.3 V。由於電橋的輸出可以為正,也可以為負,因此,其輸出指向中間電源或 1.65 V。只需通過施加 100 的增益,失調本身即會強制使放大器輸出處於–0.85 V 至+4.15 V 的范圍內,這超過了電源軌。
這個問題可通過下圖所示的電路來解決。電橋放大器A1 是一個像AD8237 一樣的ICF儀表放大器。放大器A2,帶R4 和R5,將 A1 的零電平輸出設為中間電源。AD56018 位DAC對輸出進行調整,通過RA使電橋失調為 0。然後,放大器的輸出由AD7091微功耗 12 位ADC數字化。
從表各種增益的推薦電阻中可以發現, 增益為101時, R1和R2 需為1 kΩ和100 kΩ。 電路包括一個可以在 0 V 至 3.3 V 范圍內擺動,或者在 1.65V 基準電壓左右擺動±1.65 V。為了計算 RA 的值,我們使用等式 (6)。其中,VA(MAX) = 1.65 V 且 VIN(MAX) = 0.025 V, RA = 65.347 kΩ。當電阻容差為 1%時,最接近的值為 64.9 kΩ。然而,這 沒有為源精度和溫度變化導致的誤差留下任何裕量,因此,我們選擇一個常見的 49.9-kΩ 低成本電阻。這樣做的代價是調整解析度降低了,結果導致略大的調整後失調。
從等式(7),我們可以算出額定增益值為 103。如果設計師希望得到接近目標值 100 的增益值,最簡單的辦法是使 R2 的值降低 3%左右,至 97.6 kΩ,結果對 RA 的值的影響非常小。在新的條件下,額定增益為 100.6。
由於DAC可以擺動±1.65 V,因此,總失調調整范圍可通過由RA 以及R1和R2的並聯組合形成的分壓器給定,其計算方法如下:
在±25-mV 最大電橋失調范圍內,±32.1-mV 的調整范圍可提供 28%的額外調整裕量。對於 8 位 DAC,調整步長為:
對於 250-µV 調整解析度,輸出端的最大殘余失調為 12.5 mV。
R3 和 C1 c的值可以通過ADC數據手冊中的建議值來確定。對於采樣率為 1 MSPS 的 AD7091,這些值為 51 Ω 和 4.7 nF。在以較低速率采樣時,可以使用較大的電阻或電容組 合,以進一步減少雜訊和混疊效應。
該電路的另一個優勢在於,可以在生產或安裝時完成電橋失調調整。如果環境條件、感測器遲滯或長期漂移對失調值有影響, 則可重新調整電路。
受其真軌到軌輸入影響,AD8237 最適合採用超低電源電壓的電橋應用。對於要求較高電源電壓的傳統工業應用,AD8420 不失為一款良好的替代器件。該 ICF 儀表放大器採用 2.7 V 至 36 V 電源供電,功耗低 60%。
Ⅳ proter 99se怎麼畫電橋電路
protel99se原理圖中元件旋轉一步只能轉90度,不能旋轉45度,因此只能在庫文件中把整個電橋畫成一個元件,然後從該元件所在的庫中調出這個電橋放置到原理圖中。
Ⅳ 含有電橋的電路如何分析
如果電橋兩端復的電勢相等,電橋制平衡,這時在其中的那個電阻上沒有電流通過,可以不看它,回到簡單電路,串並聯關系為2並2;如果電橋接端的電勢不相等,電橋不平衡,橋上有電流通過,該電路為復雜電路,不能明確串並聯關系,對於其中的各種問題的求解應用基爾霍夫方程組求解。
請上面的同學自學一下基爾霍夫的兩種方程,這類問題迎刃而解。
Ⅵ 電路圖,電橋電路
這可以用電位的概念來理解,當電流表兩端的兩點的電位相等時,電流表中無電流流過。所以用分壓公式即可得兩燈泡電阻之比等於對應兩電阻之比。由此可得:對臂電阻之積相等。故已知其中三個電阻,可計算出第四個電阻。這就是測量該電阻的原理所在。當然還有一些推論。自己稍稍分析就可以得出。
Ⅶ 電橋電路圖原理
電橋工作原理:
當被測量發生變化時,會使得感應電阻的阻值發生變化,從而專打破電橋平衡,使得檢流計不屬再為零或Uab電壓不再為零,此時Uab電壓的大小與被測量變化相對應,通過建立電壓Uab與被測量的數據對應表,從而得到相應的測量值。
電橋電路的認識:
一般地,被測量者的狀態量是非常微弱的,必須用專門的電路來測量這種微弱的變化,最常用的電路就是各種電橋電路,主要有直流和交流電橋電路。
電橋電路的作用:把電阻片的電阻變化率ΔR/R轉換成電壓輸出,然後提供給放大電路放大後進行測量。
單臂工作:電橋中只有一個臂接入被測量,其它三個臂採用固定電阻;雙臂工作:如果電橋兩個臂接入被測量,另兩個為固定電阻就稱為雙臂工作電橋,又稱為半橋形式;全橋方式:如果四個橋臂都接入被測量則稱為全橋形式。
Ⅷ 畫出直流電橋電路,並寫出其平衡條件
畫在紙上了
Ⅸ 能否用電橋測電流表的內阻 如能,畫出電路圖
可以
雙臂電橋(開爾文電橋)
主要用來測阻值低於10歐姆的電阻、其中應該只要把Rx換成你要測的電流表就可以了吧
其中r是長直導體、Rx、R使用二端接法
當電橋平衡時(G=0)、Rx/R=R2/R1
Ⅹ 畫出等效電路圖並詳解
因為這是一個對稱的橋式電路,左、右兩個支路中 1Ω 與 2Ω 連接處的電位是時時相等。也就是說,下面的 2Ω 支路兩端的電壓差始終為 0,永遠不會有電流流過,就像不存在一樣。
所以,最下面的 2Ω支路可以忽略。
那麼,就只剩下 左、中、右 三個支路連接在 兩個端點 a、b 之間。因此,等效電阻 = 1Ω//3Ω//3Ω = 3Ω/5 = 0.6Ω