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上過(guò)的大學(xué)忘了嗎?電阻橋(惠斯通電橋)分析及計(jì)算

作者: 時(shí)間:2017-11-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  1. 定義解釋

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201711/371737.htm

  是由四個(gè)電阻組成的電橋電路,這四個(gè)電阻分別叫做電橋的橋臂,利用電阻的變化來(lái)測(cè)量物理量的變化,單片機(jī)采集可變電阻兩端的電壓然后處理,就可以計(jì)算出相應(yīng)的物理量的變化,是一種精度很高的測(cè)量方式。其電路形式如下圖所示。

    

 

  在電橋中有三個(gè)電阻阻值是固定的分別為R1,R2,R3,第四個(gè)電阻是可變的為Rx,Rx發(fā)生變化時(shí),圖中B,D兩點(diǎn)之間的電壓發(fā)生變化,通過(guò)采集電壓的變化就可以知道環(huán)境中物理量的變化,而從實(shí)現(xiàn)測(cè)量的目的。下面舉例介紹電橋電路的計(jì)算方式。

  2. 相關(guān)計(jì)算

  假設(shè)流過(guò)R1,R2橋臂的電流為I1,流過(guò)R3,Rx橋臂的電流為I2,電橋供電電壓為VCC,如下圖所示。

    

 

  通過(guò)歐姆定律可以計(jì)算出每個(gè)電阻兩端的電壓。在R1和R2這兩個(gè)橋臂上,R1,R2將VCC電壓分壓,R2電阻兩端得到的電壓即為V1;在R3和Rx這個(gè)橋臂上,R3,Rx將VCC電壓分壓,R3電阻兩端得到的電壓即為V2。下面分別用歐姆定律計(jì)算V1和V2。

  流過(guò)電阻R1和R2的電流I1:

    

 

  R2兩端的電壓V1:

    

 

  流過(guò)電阻R3和Rx的電流I2:

    

 

  R3兩端的電壓:

    

 

  V1和V2的電壓差:

    

 

  由此可以看出:

  如果4個(gè)電阻都相等,即R1=R2=R3=Rx,那么ΔV=0,即電橋處于平衡狀態(tài);

  Rx發(fā)生變化會(huì)導(dǎo)致△V發(fā)生變化;

  3.的應(yīng)用

  在實(shí)際使用中,我們通常將其中三個(gè)電阻值固定,而將另外一個(gè)電阻換成熱敏電阻、壓敏電阻、PT100等,這時(shí)候就可以用電橋來(lái)測(cè)物理量了。如果將PT100接入電橋,隨著環(huán)境溫度的變化,PT100的阻值發(fā)生變化導(dǎo)致ΔV發(fā)生變化,將差分電壓ΔV通過(guò)差分運(yùn)放放大后進(jìn)入單片機(jī)的AD采樣,再對(duì)照PT100的電阻-溫度對(duì)應(yīng)表就可以知道當(dāng)前環(huán)境的溫度了。



關(guān)鍵詞: 電阻橋 惠斯通電橋

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