電橋電路是什麼?電橋電路的分類和交流電橋電路的工作原理解析

2020-11-22 電子發燒友

電橋電路是什麼？電橋電路的分類和交流電橋電路的工作原理解析

發表於 2017-05-19 08:39:58

　  電橋電路

　　電橋電路是由四個二端元件接成四邊形形成的電路結構。各邊稱為電路的橋臂。激勵源接到橋臂的一個對角上，另一對接電橋的負載或電橋的輸出檢測電路。

　  電橋電路的分類

　　電橋分為平衡電橋和不平衡電橋。

　　直流電橋和交流電橋

　　全臂橋（雙差動電橋）、半臂橋（差動電橋）和單臂橋

　  電橋電路的平衡　　

        用電橋進行測量前，必須先使電橋電路處於平衡狀態，即電橋無輸出。 但由於應變片電阻值總有偏差，接觸電阻，導線電阻等 存在，往往電橋不能平衡，因此需設置預調平衡電路。 在電橋中增加R 5電阻和 R 6電位器， R6 可分為兩部分：

　　

　　R 『6 = n1R 6

　　R = n 2R 6

　　n1 + n 2 = 1 見（b）

　　將星形連接變為三角形連接，則

　　

　　

　　R 1』與R 2『是分別並聯在R1和R 2上的，只要調節 R』6和R『』6就可使電橋平衡。

　　3惠斯通電橋　　用歐姆表測量電阻雖然方便，但不夠精確，而用伏安法測電阻，電錶所引起的誤差又難以消除，精確地測量電阻，常用惠斯通電橋。

　　圖為惠斯通電橋的電路圖，當 B、D 兩點的電勢相等時，通過檢流計的電流強度Ig=0，此時就稱電橋平衡（可通過調節滑動觸頭 D 的位置來實現）。

　　

　　根據串聯電路中電阻與電壓成正比的原理，可知此時應有R1:R2=Rx:R0

　　一般來講， R1 和 R2 由同一均勻電阻絲組成，其阻值與長度成正比，待測電阻的計算公式為

　　

　　測出電阻絲長度L1 和L2 之比，再由標準電阻R0的阻值即可確定待測電阻 Rx 的阻值。

　  交流電橋的工作原理

       電路如圖1所示。橋體有四個橋臂，分別由交流阻抗元件構成，在電橋的一個對角線ab接交流電源，另一個對角線cd上接交流指零儀。 調節各橋臂參數，當指零儀讀數為0時，c、d兩點的電位相等，電橋達到平衡，這時有

　　

　　可見交流阻抗電橋的平衡條件包括兩部分：一是相對橋臂阻抗模的乘積必須相等；二是相對橋臂阻抗幅角之和必須相等。因此，交流電橋的平衡調節，要比直流電橋複雜得多。為使電橋達到平衡，需要反覆調節橋臂的參數，電橋達到平衡所需反覆調節的次數叫做收斂性，收斂性好的電橋能較快取得平衡。電橋的收斂性取決於橋臂阻抗的性質及調節參數的選擇，是衡量交流電橋性能的一個重要技術指標，對於收斂性差的電橋，由於比較難達到平衡而不常用。

　　圖1 交流電橋的原理電路

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