惠斯通電橋是一個劃時代的發(fā)現(xiàn)。它是高中物理學(xué)和大學(xué)電路學(xué)的分界線。這也是一個典型的例子，電報出現(xiàn)在1838年后，增加了電路分析和計算的需要。惠斯通電橋本身也是一個智能結(jié)晶。由于電源存在內(nèi)部阻力，因此直接用伏安法測量電阻，存在一定的誤差。在精確性的追求下，惠斯通首次被用來測量電阻。從理論上講，惠斯通電橋和優(yōu)通電路學(xué)中的畢達哥拉斯圖零誤差是最簡單的模型，但實現(xiàn)了電路學(xué)的版本，因此開始研究它具有重要意義。那么，惠斯通電橋的原理是什么，下面為您詳細講解。

一、惠斯通電橋的定義

        惠斯通電橋是由四個電阻組成的電橋電路，這四個電阻分別叫做電橋的橋臂，惠斯通電橋利用電阻的變化來測量物理量的變化，單片機采集可變電阻兩端的電壓然后處理，就可以計算出相應(yīng)的物理量的變化，是一種精度很高的測量方式。

二、惠斯通電橋的原理

        惠斯通電橋執(zhí)行類似的功能，可用于靜態(tài)和動態(tài)力信號。惠斯通電橋功能的最佳可視化是將其看作連接到公共電壓源的兩個簡單的分壓器。如果這些分壓器中的電阻值相等，則每個分壓器中點的電壓將相等。連接在這兩個點之間的DC電壓表將指示零電壓，即使兩個點都處于1/2激勵電壓的電壓電位。組成分壓器的任何一個電阻器的小變化將導(dǎo)致分壓器的相對變化

        并在電壓表上顯示。由于在這些點僅存在應(yīng)變產(chǎn)生信號，所以可以安裝DC放大器代替電壓計，并且產(chǎn)生高電平信號，而不管在這兩個點處存在的大共模電壓。

        如果惠斯通電橋電路由4個相等電阻的應(yīng)變計組成，這些應(yīng)變計是無應(yīng)變的，則稱該橋被“平衡”，并且在橋輸出端子處不存在輸出電壓。作為應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)加載電阻，電阻增加或減小，導(dǎo)致電橋變得不平衡并產(chǎn)生成比例的信號。根據(jù)橋中每個量計的位置，電阻變化將從輸出信號增加或減少。惠斯通電橋的固有計算特性用于力傳感器的設(shè)計中的多個目的。

        該特征的一般使用是消除與期望的應(yīng)變相關(guān)變化無關(guān)的電阻變化效應(yīng)。例如，溫度將在施加到零件的所有規(guī)格中產(chǎn)生相等的應(yīng)變變化。如果所有量具都受到同等的影響，橋梁將有效地消除這些溫度相關(guān)的變化。被測量以感測彎曲的梁通常具有以“對”安裝的量具，其中一個量具將測量張力應(yīng)變，而另一個量具優(yōu)于特定梁截面。通過將這兩個量規(guī)放置在“相鄰”橋“臂”中，信號，雖然符號相反，但是相對于橋輸出是相加的。施加到梁的端部載荷將同等地影響兩個計量，使橋接器消除其對橋接器的視在輸出的影響。單獨測量信號的這種相加和相減用于產(chǎn)生對沿著限定的軸的力敏感的力傳感器。

        重要的是要注意，為了消除這些外部信號，每個計量對必須具有相等但相反的電阻變化。如果一個或多個這些應(yīng)變片被外部無源電阻意外或故意“分流”，不僅測量片的基極電阻改變，而且其有效靈敏度(量具因子)也改變。該效應(yīng)通常用于校正傳感器的“串擾”靈敏度以“微調(diào)”其在空間中的敏感力軸位置。還不幸地由不知不覺地由傳感器的用戶執(zhí)行，該傳感器直接跨越各個橋臂施加外部電阻網(wǎng)絡(luò)，以試圖“平衡”傳感器。有時，這些寄生分流網(wǎng)絡(luò)以“T”平衡網(wǎng)絡(luò)的形式在市場上可買到的“讀出”儀器中找到，并且用戶必須謹慎地組合力測量系統(tǒng)，否則他可能發(fā)現(xiàn)除了參數(shù)之外還測量某物他感興趣。

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