半桥差动电路

半桥差动电路

定义

半桥差动电路是直流电桥的一种特殊接法，将两个电阻应变片（一个受拉、一个受压）分别接入相邻桥臂（如$R_1$和$R_2$），另外两个桥臂为固定电阻。当应变片受力产生电阻变化时，电桥输出为单臂工作时的两倍。

作用

• 提高灵敏度：输出电压$U_o=\frac{E}{2}·\frac{\Delta R}{R}$，相比单臂电桥的$U_o=\frac{E}{4}·\frac{\Delta R}{R}$，灵敏度提升一倍。
• 消除非线性：由于两个桥臂的电阻变化方向相反，电桥输出的非线性误差相互抵消。
• 温度补偿：环境温度变化时，两个应变片具有相同的温度系数，其电阻变化在相邻桥臂上相互抵消，不影响输出。

工程理解

在工程应用中，半桥差动电路常用于需同时提高测量精度和抗干扰能力的场合，例如称重传感器、压力传感器。只需两个应变片（一个贴于弹性体受拉区，一个贴于受压区）和两个精密电阻即可构成。实际使用时需确保应变片的灵敏系数和初始电阻严格匹配，否则补偿效果会下降。