直流电桥电路结构

直流电桥电路结构

定义与结构

直流电桥是由四个电阻（R1、R2、R3、R4）连接成四边形，在一条对角线上接入直流电源（E），另一条对角线作为输出端（Uo）的电路。通常将输出端接至差分放大器或电压表。

工作原理

当电桥平衡时，输出端电压为零，满足平衡条件：
$R1·R3=R2·R4$
若其中一个电阻（如R1）为敏感电阻（如应变片），其余为固定电阻，当R1变化ΔR时，电桥失去平衡，输出电压为：
$U_o=E·\frac{\Delta R·R3}{(R1+R2)(R3+R4)}·\frac{1}{1+\frac{\Delta R}{R1+R2}}$
在微小变化条件下（ΔR << R1），可近似为线性关系。

工程理解与作用

• 作用：将电阻变化量转换为易于测量的电压信号，提高测量灵敏度。
• 工程要点：
• 电桥可采用半桥、全桥接法，全桥灵敏度最高且能自动补偿温度影响。
• 电源电压稳定度直接影响输出精度，需使用稳压电源。
• 实际应用中需注意导线电阻、接触电阻等寄生参数的影响。