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          上過的大學忘了嗎?電阻橋(惠斯通電橋)分析及計算

          作者: 時間:2017-11-19 來源:網(wǎng)絡 收藏

            1. 定義解釋

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201711/371737.htm

            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,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,就可以計算出相應的物理量的變化,是一種精度很高的測量方式。其電路形式如下圖所示。

              

           

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

            2. 相關計算

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

              

           

            通過歐姆定律可以計算出每個電阻兩端的電壓。在R1和R2這兩個橋臂上,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算V1和V2。

            流過電阻R1和R2的電流I1:

              

           

            R2兩端的電壓V1:

              

           

            流過電阻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)生變化會導致△V發(fā)生變化;

            3.的應用

            在實際使用中,我們通常將其中三個電阻值固定,而將另外一個電阻換成熱敏電阻、壓敏電阻、PT100等,這時候就可以用電橋來測物理量了。如果將PT100接入電橋,隨著環(huán)境溫度的變化,PT100的阻值發(fā)生變化導致ΔV發(fā)生變化,將差分電壓ΔV通過差分運放放大后進入單片機的AD采樣,再對照PT100的電阻-溫度對應表就可以知道當前環(huán)境的溫度了。



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