半桥单臂.docx

半桥单臂 1、ΔR1R1：设桥臂比n=R2/R1 电桥电压灵敏度定义为： 求得 n=1 时，KB为最大值。即在供桥电压确定后，当R1=R2=R3=R4时，电桥电压灵敏度最高，此时有 ： 从上述可知，当电源电压Ui和电阻相对变化量ΔR1/R1一定时， 电桥的输出电压及其灵敏度也是定值，且与各桥臂电阻阻值大小无关。 2、半桥单臂结论式是略去分母中的ΔR1/R1项的理想情况下得到的，实际情况则应按下式计算，即: Uo与ΔR1/R1的关系是非线性的，非线性误差为: 3、一般应变片，所受应变ε通常在5000μ(ppm)以下, 若取 KB=2, ε=5000μ, 则 ΔR1/R1=KBε=0.01； KB=130,ε=1000μ, 则 ΔR1/R1=0.130. 非线性误差后者将明显大于前者。 常采用差动电桥减小和克服非线性误差。在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，构成半桥差动电路。 半桥双臂 若ΔR1=ΔR2，R1=R2，R3=R4，则得 可知，Uo与ΔR1/R1成线性关系，差动电桥无非线性误差，而且电桥电压灵敏度KB=Ui /2，是单臂工作时的两倍，同时还具有温度补偿作用。 全桥 电桥四臂接入四片应变片，两个受拉应变，两个受压应变，将两个应变符号相同的接入相对桥臂上，构成全桥差动电路。若ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4，且R1=R2=R3=R4，则 全桥差动电路不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度为单片工作时的4倍，同时仍具有温度补偿作用。 四、交流电桥 交流电桥的平衡条件： 当被测应力变化引起变化时： Z1=Z10+ΔZ, Z2=Z20-ΔZ 电桥输出（差动半桥）： 五、电桥输出信号 1、直流电桥 单端电压源供电时，电桥输出含有直流分量。正负对称电源供电时，电桥输出中心电平为0V。 2、交流电桥 交流供电电压源（一般kHz~数十kHz） 应变信号被载波（调幅波） 六、应变式传感器 例:荷重传感器(1T)中A、B、C、D为工作片，E、F、G、H为补偿片.如各应变片阻值均为120Ω,应变片允许的最大通过电流为50mA,荷重传感器的标称灵敏度为2.4mV/V,问： 画出双电源供电的应变片桥路的电连接图； 计算允许的最大桥压为多少？当桥压选定为10V,后级A/D的输入满量程上限控制在3V时,后续电路放大倍数应为多少？ 七、电位???/传感器 八、小结 应变式传感器，由弹性元件、应变片、电桥测量电路组合而成。 电桥相邻桥臂同向变化量互抵，可用于误差因素补偿；反向变化量倍增输出量，构成差动；差动方法有利于减小输出非线性。 直流电桥平衡条件是相邻桥臂比值相等；交流电桥增加一组平衡条件（电容桥臂反比、电感桥臂正比）。实用传感器电桥一般配备桥臂电阻全等。 不平衡电桥测量属于“微差法”测量，桥臂电阻偏差、(差动)变化量偏差可导致开路输出非线性。 交流电桥输出调幅波，欲获得应变信号必须通过检波/滤波方法去除载波。 要求电桥后续电路输入阻抗∞，否则将引入非线性。 电位器式传感器也存在负载效应，希望负载阻抗∞。