单臂电桥电路

❶ 惠斯通电桥测电桥原理

1. 电阻桥定义解释
惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路，这四个电阻分别叫做电桥的桥臂，惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化，单片机采集可变电阻两端的电压然后处理，就可以计算出相应的物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。其电路形式如下图所示。

在电桥中有三个电阻阻值是固定的分别为R1，R2，R3，第四个电阻是可变的为Rx，Rx发生变化时，图中B,D两点之间的电压发生变化，通过采集电压的变化就可以知道环境中物理量的变化，而从实现测量的目的。下面举例介绍电桥电路的计算方式。
2. 电阻桥相关计算
假设流过R1，R2桥臂的电流为I1，流过R3，Rx桥臂的电流为I2，电桥供电电压为VCC，如下图所示。

通过欧姆定律可以计算出每个电阻两端的电压。在R1和R2这两个桥臂上，R1，R2将VCC电压分压，R2电阻两端得到的电压即为V1；在R3和Rx这个桥臂上，R3，Rx将VCC电压分压，R3电阻两端得到的电压即为V2。下面分别用欧姆定律计算V1和V2。
流过电阻R1和R2的电流I1:

R2两端的电压V1：

流过电阻R3和Rx的电流I2:

R3两端的电压：

V1和V2的电压差：

由此可以看出：
如果4个电阻都相等，即R1=R2=R3=Rx，那么ΔV=0，即电桥处于平衡状态；
Rx发生变化会导致△V发生变化；
3.电阻桥的应用
在实际使用中，我们通常将其中三个电阻值固定，而将另外一个电阻换成热敏电阻、压敏电阻、PT100等，这时候就可以用电桥来测物理量了。如果将PT100接入电桥，随着环境温度的变化，PT100的阻值发生变化导致ΔV发生变化，将差分电压ΔV通过差分运放放大后进入单片机的AD采样，再对照PT100的电阻-温度对应表就可以知道当前环境的温度了。

❷ 求单臂电桥的工作原理

电流表的电流为零时，表示电桥平衡。
平衡时，Rx/R0=R1/R2
Rx=(R1/R2)*R0
R0、R1、R2为基准电阻，Rx为被测电阻。

❸ 单臂电桥的输出电压计算公式

电桥公式：R1/R2=Rx/Rs，由此可得Rx=R1Rs/R2.

电桥电路有单臂桥、双臂桥、全桥之分
1、单臂变化时⊿uo=±0.25u·⊿r/r
2、两臂变化时⊿uo=±0.5u·⊿r/r
3、四臂变化时⊿uo=±u·⊿r/r

❹ 单臂电桥电路下的电阻应变片进行工作,能不能消除温度误差,如何改良

单臂电桥很难消除温度误差，应该采用双臂(差动)电桥，差动电桥可以很好地抑制温度误差。

❺ 什么是双臂电桥什么又是单臂电桥

1、直流双臂电桥是采用凯尔文线路宽量程的携带式精密型直流电桥。产品置有指零仪并能内附工作电源。适宜工矿企业、科研单位的实验室及室、车间现场或野外工作场所对直流低电阻作精确测量。是电线电缆行业规程指定产品。

QJ57P型直流双臂电桥技术参数QJ57相同，采用国际流行新颖外壳。对金属棒、板料、电缆、导线等，金属导体的电阻值的测定。对电流汇流排、金属壳体等焊接质量的检查。

对低阻标准器、直流分流器、功率型电阻器等的校验和调整。对开关、电器、接触电阻的测定。对各类型电机、变压器线组的直流电阻测量和电刷、开关的接触电阻以及作升温试验等。

2、单臂电桥采用恒流源供电，这样电桥的输出不受温度的影响。单臂电桥检测出电阻的变化后，经过差分放大器，输出信号再经过电压电流的转换，变换成相应的电流，该电流信号通过非线性矫正电路的补偿，即产生与输入信号成线性关系的DC4~20mA标准输出信号。

应力作用到半导体材料上，除会产生形变外，材料的电阻率亦随之而变。这种由于应力作用而使材料电阻率改变的现象称为压阻效应。

(5)单臂电桥电路扩展阅读

原理：

假设四个电阻固定，当s闭合时，若满足：“R3*R2=R1*R4”，即对角的电阻乘积相等，则此时Uad等于0，就是ad间没有电压。利用这个原理，当等式两边四个量中的一个为未知量的时候，如果调节其余三个电阻的值能使得等式成立，那么用公式就可以得到未知量。

但是实际上只要等式两边各有一个可以调节的可变电阻，那么另外两个电阻有一个是定值，则余下的另外一个必然可以得到。用这个原理可以做成电阻测量箱。

❻ 电桥电路图原理

电桥工作原理：

当被测量发生变化时，会使得感应电阻的阻值发生变化，从而专打破电桥平衡，使得检流计不属再为零或Uab电压不再为零，此时Uab电压的大小与被测量变化相对应，通过建立电压Uab与被测量的数据对应表，从而得到相应的测量值。

电桥电路的认识：

一般地，被测量者的状态量是非常微弱的，必须用专门的电路来测量这种微弱的变化，最常用的电路就是各种电桥电路，主要有直流和交流电桥电路。

电桥电路的作用:把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出，然后提供给放大电路放大后进行测量。

单臂工作:电桥中只有一个臂接入被测量，其它三个臂采用固定电阻;双臂工作:如果电桥两个臂接入被测量，另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥，又称为半桥形式;全桥方式:如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。

❼ 单臂电桥的组成有哪几部分电桥的平衡条件是什么

单臂电桥的组成有4个电阻、工作电源、检流计和开关。当支路无电流通过时，电桥达到平衡。
单臂电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。电阻R1，R2，R3，R4叫做电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。当G无电流通过时，称电桥达到平衡。平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。单臂电桥，适用于测中值电阻，其原理电路如图所示。若调节电阻到合适阻值时，可使检流计G中无电流流过，即B、D两点的电位相等，这时称为“电桥平衡”。电桥是用比较法测量物理量的电磁学基本测量仪器，电桥的种类很多，
若要测量更大阻值的电阻，一般采用高电阻电桥或兆欧表；而要测量阻值较小的电阻，一般采用双臂电桥，电桥准确度高、稳定性好，所以被广泛用于电磁测量、自动调节和自动控制中。

❽ 单臂电桥的组成有哪几部分电桥的平衡条件是什么

单臂电桥的组成有4个电阻、工作电源、检流计和开关。当支路无电流通过时，电桥达到平衡。

单臂电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。电阻R1，R2，R3，R4叫做电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。当G无电流通过时，称电桥达到平衡。平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。

单臂电桥，适用于测中值电阻，其原理电路如图所示。若调节电阻到合适阻值时，可使检流计G中无电流流过，即B、D两点的电位相等，这时称为“电桥平衡”。

电桥是用比较法测量物理量的电磁学基本测量仪器，电桥的种类很多， 若要测量更大阻值的电阻，一般采用高电阻电桥或兆欧表；而要测量阻值较小的电阻，一般采用双臂电桥，电桥准确度高、稳定性好。

(8)单臂电桥电路扩展阅读：

作为测量电路，在四边形的一条对角线两端接上电源，另一条对角线两端接指零仪器。调节桥臂上某些元件的参数值，使指零仪器的两端电压为零，此时电桥达到平衡。利用电桥平衡方程Z1Z3=Z2Z4，即可根据桥臂中已知元件的数值求得被测元件的参量 (如电阻、电感和电容)。

假设四个电阻固定，当s闭合时，若满足：“R3*R2=R1*R4”，即对角的电阻乘积相等，则此时Uad等于0，就是ad间没有电压。

利用这个原理，当等式两边四个量中的一个为未知量的时候，如果调节其余三个电阻的值能使得等式成立，那么用公式就可以得到未知量。但是实际上只要等式两边各有一个可以调节的可变电阻，那么另外两个电阻有一个是定值，则余下的另外一个必然可以得到。

❾ 电桥电路的原理

电桥电路是由四个二端元件接成四边形形成的电路结构。各边称为电路的桥臂。激励源接到桥臂的一个对角上，另一对接电桥的负载或电桥的输出检测电路。

 电桥电路的分类
电桥分为平衡电桥和不平衡电桥。

直流电桥和交流电桥

全臂桥（双差动电桥）、半臂桥（差动电桥）和单臂桥

 电桥电路的平衡
        用电桥进行测量前，必须先使电桥电路处于平衡状态，即电桥无输出。 但由于应变片电阻值总有偏差，接触电阻，导线电阻等 存在，往往电桥不能平衡，因此需设置预调平衡电路。 在电桥中增加R 5电阻和 R 6电位器， R6 可分为两部分：R ‘6 = n1R 6

R = n 2R 6

n1 + n 2 = 1 见（b）

将星形连接变为三角形连接，则

R 1’与R 2‘是分别并联在R1和R 2上的，只要调节 R’6和R‘’6就可使电桥平衡。

3惠斯通电桥用欧姆表测量电阻虽然方便，但不够精确，而用伏安法测电阻，电表所引起的误差又难以消除，精确地测量电阻，常用惠斯通电桥。

图为惠斯通电桥的电路图，当 B、D 两点的电势相等时，通过检流计的电流强度Ig=0，此时就称电桥平衡（可通过调节滑动触头 D 的位置来实现）。根据串联电路中电阻与电压成正比的原理，可知此时应有R1:R2=Rx:R0

一般来讲， R1 和 R2 由同一均匀电阻丝组成，其阻值与长度成正比，待测电阻的计算公式为测出电阻丝长度L1 和L2 之比，再由标准电阻R0的阻值即可确定待测电阻 Rx 的阻值。

 交流电桥的工作原理
       电路如图1所示。桥体有四个桥臂，分别由交流阻抗元件构成，在电桥的一个对角线ab接交流电源，另一个对角线cd上接交流指零仪。 调节各桥臂参数，当指零仪读数为0时，c、d两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有可见交流阻抗电桥的平衡条件包括两部分：一是相对桥臂阻抗模的乘积必须相等；二是相对桥臂阻抗幅角之和必须相等。因此，交流电桥的平衡调节，要比直流电桥复杂得多。为使电桥达到平衡，需要反复调节桥臂的参数，电桥达到平衡所需反复调节的次数叫做收敛性，收敛性好的电桥能较快取得平衡。电桥的收敛性取决于桥臂阻抗的性质及调节参数的选择，是衡量交流电桥性能的一个重要技术指标，对于收敛性差的电桥，由于比较难达到平衡而不常用。

❿ 简述单臂，双臂和全桥测量电路的异同点。

共同点：都是测量电阻的仪器。

区别：

1、原理不同：单桥内部只有一个桥臂回路，双桥有两个桥臂回路：内臂和外臂，外臂用于测量被测电阻的数值，内臂用于消除引线电阻影响。

2、用途不同：单桥一般用于测量10欧以上的电阻，双桥一般测量小于10欧的电阻。

3、测量端钮数不同：单桥两个测量端，双桥4个测量端。

4、测量电源不同：单桥一般电压在3v以上，电流较小，双桥一般电压小于1.5v，电流较大。

5、内部结构不同：单桥三个测量桥臂一般为独立结构，双桥的内臂和外臂需要联动调节，阻值保持同步，结构比单桥复杂。

(10)单臂电桥电路扩展阅读：

单臂电桥使用注意事项：

1、根据被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率。在选择比率臂倍率时，应使比较臂的4挡电阻都能用上。 这样容易把电桥调到平衡，保证测量结果的有效数字，提高其测量精度。

2、电流线路接通后,按钮不可长时间按下，以免标准电阻因长时间通过电流而使阻值改变。

3、测量电感线圈的直流电阻时，应先按下电源按钮,再按检流计按钮，测量结束，应先断开检流计按钮再断开电源，以免被测线圈的自感电动势造成检流计的损坏。

4、发现电池电压不足时应及时更换，否则将影响检流计的灵敏度，外接电源时应符合说明书上规定电压值，若长时间不用，应取出电池。