电桥平衡时的输出电压特征

电桥平衡时的输出电压特征

定义

直流电桥由四个电阻$R_1$、$R_2$、$R_3$、$R_4$构成桥式电路，在激励电压$U$作用下，当电桥平衡时，输出电压$U_o=0$。平衡条件为：

作用

利用平衡条件，可对电阻变化进行高精度测量。当某一桥臂电阻（如应变片）因被测量变化而发生微小变化时，电桥失去平衡，输出非零电压，该电压与电阻变化量近似线性，从而反推被测量大小。

工程理解

在实际传感器中，常将电桥设计成初始平衡状态。例如：将三个固定电阻和一个应变片接入四臂，施加直流电源。当应变片电阻变化$\Delta R$时，输出电压$U_o\approx \frac{U}{4}·\frac{\Delta R}{R}$（单臂工作情况下）。此特性使电桥成为电阻式传感器（如应变片、热电阻）的核心转换电路。