什么是直流電橋？直流電橋有何用處

直流電橋
圖3 -1所示出直流電橋的基本結(jié)構(gòu)形式，其中電阻R，、R2、R3、R。組成電橋的四個橋臂，在電橋的一條對角線兩端n和c接人直流電源巳作為電橋的激勵電源。而夜電橋的另一對角線兩端6和d上輸出電壓值e。，該輸出可直接用于驅(qū)動指示儀表，也可接人后續(xù)放大電路。
    作為測量電路的直流電橋其工作原理是利用四個撟臂中的一個或數(shù)個的阻值變化而引起電橋輸出電壓的變化，因此橋臂可采用電阻式敏感元件組成并接入測量系統(tǒng)。
直流電橋，當輸出端后接輸入阻抗較大的儀表或放大電路時，可視為開路，其輸出電流為零，由此可得輸出電壓式(3 -2)即為直流電橋的平衡公式。由式可知，公式中四個電阻的任何一個或數(shù)個阻值發(fā)生變化而使電橋的平衡不成立時，均可引起電橋輸出電壓的變化，因此適當選取各橋臂電阻值，可使輸出電壓僅與被測量引起的電阻值變化有關(guān)。常用的電橋連接形式有半橋單臂、半橋雙臂和全撟連接，如圖
3 -2所示。圖3-2示出半橋單臂連接形式，在工作時僅有一個橋臂電阻值隨被測量變化，設(shè)該電阻為R．，其變化量為AR，則由式(3-2)可得：實踐中常設(shè)相鄰橋臂的阻值相等，亦即可見電橋輸出‰與激勵電壓e，成正比，且在e，和Ro固定條件下，與變化橋臂的阻值變化量成單調(diào)線性變化關(guān)系。圖3 -2(b)為半橋雙臂連接形式，工作時有兩個橋臂（一般為相鄰橋臂）隨被測量變化，同樣條件尺，=R：=R。，R，=R。= Ro，又若Ro =R。下，可得電橋輸出電壓：
從以上可看出橋臂阻值變化對輸出電壓的影響規(guī)律：
 (1)相鄰兩橋臂電阻的變化所產(chǎn)生的輸出電壓為該兩橋臂各阻值變化產(chǎn)生的輸出電壓之差；
 (2)相對兩橋臂電阻的變化所產(chǎn)生的輸出電壓為該兩橋臂各阻值變化產(chǎn)生的輸出電壓之和。
直流電橋的優(yōu)點是采用直流電源做激勵電源，而直流電源穩(wěn)定性高。電橋的輸出e。是直流量，可用直流儀表測量，精度高。電橋與后接儀表間的連接導線不會形成分布參數(shù)，因此對導線連接的方式要求較低。另外，電橋的平衡電路簡單，僅需對純電阻的橋臂調(diào)整即可。圖3 -3示出直流電橋平衡調(diào)節(jié)的幾種配置方式。可以看出，無論是串聯(lián)、并聯(lián)、差動的還是非差動的，實質(zhì)都是調(diào)節(jié)橋臂的電阻值來達到電橋的平衡，實現(xiàn)起來比較容易。直流電橋的缺點是易引人工頻干擾，由于輸出為直流量，故需對其做直流放大，而直流放大器一般都比較復雜，易受零漂和接地電位的影響。因此直流電橋適合于靜態(tài)量的測量。