机械工程测试技术基础电桥的滤波及相关.ppt

第八章测试信号的转擴与调狸 第1节电桥 第2节调制与解调 第3节滤波器 第4节AD转换 第5节信号的指示和记录装置 2013年4月17日星期三 测试信号的转换与调理 重点内容及要求 1、掌握电桥电路的输出特性 2、了解调制与解调的特点、应用 3、了解实际滤波器的特性参数 4、了解A/D转换原理 5、了解记录仪器的功用、性能 2013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 、概述 当参量型传感器把被测量转换为电路参数R、L、C的变化后, 电桥可以把这些参数的变化转变为电桥输出电压的变化。 电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流 输出的一种测量电路。 2 1、根据供桥电压的性质,电桥可分为直流电桥和交流电桥 2、根据输出方式,电桥可分为平衡桥式电桥和不平衡桥式 电桥 2013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 二、直流电桥 直流电桥的供桥电源是直流电压,只能适用于电阻R变化的 转换 1、工作原理 R R1+R2R3+R4 R,R-R,Ra R,+R,(R,+R 由上式可知直流电桥的平衡条件为:R1R3=R2R4 根据电桥的工作原理,当固定供桥电压不变时,电桥的输 出电压就与四个桥臂电阻的变化量有关 2013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 二、直流电桥 2、接桥方式—由电阻值参与变化的桥臂数决定 (1)单臂方式—一个桥臂的电阻值参与变化 iR=Ro+AR,R,=r,=R=Ros R 则U RI R0+2 R R1+R2R3+R4 R+AR R U R+AR+R。R。+R0 U。AR Ro 若R1为应变片,即AR=RnS。6,则U, 由上式可知电桥输出电压与应变片上的应变成线性关系 2013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 二、直诫电桥 2、接桥方式——由电阻值参与变化的桥臂数决定 (2)半桥方式——两个桥臂的电阻值参与变化 a.邻臂方式一—邻臂极性相反 设R1=R0+AR,R2=R。-AR R=RER Ro +4R R 则U,= RI R2 K1+R2k+,/。 R。+AR +AR+R0-ARR。+R0 2 R 若R1,R2为应变片,即AR=R0·Sg。E,则Uy 2013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 二、直诫电桥 2、接桥方式——由电阻值参与变化的桥臂数决定 (2)半桥方式——两个桥臂的电阻值参与变化 b对臂方式一—对臂极性相同 设R,=Rn+AR,R、=Rn+AR R,=R=R. Ro+AR 则 RI R,+R、R,+R R+ AR R R0+AR+R。R0+AR+R。 R 4 A +AR U。AR 若R,R为应变片,即AR=Rn·Sn·E,则U,≈-°Sn·E 22013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 二、直诫电桥 2、接桥方式——由电阻值参与变化的桥臂数决定 (3)全桥方式—四个桥臂的电阻值参与变化 b 设R1=R3=R0+AR, RotAR R2=R4=R0-4R 则U=/R R1+R2R3+R4 Ra+AR R。+AR R。-4R U R+AR+R.-ARR+AR+R-△R AR R 若R1,R2,R3,R4为应变片,即AR=R0S·6,则U,=U0S·E 2013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 二、直诫电桥 小结 1、直流电桥的优点 采用稳定性高的直流电源作激励电源时,电桥的输出是 直流量,可用直流仪表测量,精度高 2、直流电桥的缺点:当电源电压不稳定,或环境温度变 化时,会引起电桥输出的变化,从而产生测量误差。即易 引入人工频千扰,易受零漂和接地电位的影响 结论:直流电桥适合于静态量的测量。 2013年4月17日星期三 第8章第1节电桥 二、直硫电桥 平衡电桥 设被测量等于零时,电桥处于平衡状 态,此时指示仪表G及可调电位器H 指零。 当某一桥臂随被测量变化时,电桥失 去平衡,调节电位器H,改变电阻R 触电位置,可使电桥重新平衡,电表 G指针回零 电位器H上的标度与桥臂电阻值的变 化成比例,故H的指示值可以直接表 达被测量的数值