直流电桥在电阻式传感器中的功能

直流电桥在电阻式传感器中的功能

定义

直流电桥（Wheatstone bridge）是一种由四个电阻组成的测量电路，电源加在桥路对角线上，输出取自另一对角线。在电阻式传感器中，常将敏感元件的电阻变化引入桥臂，通过输出电压的变化来检测电阻的微小变化。

作用

在电阻式传感器（如应变片、热电阻）中，直流电桥将传感器电阻的变化转换为便于测量的电压或电流信号。它能够抑制温度等共模干扰，提高测量精度。通过选择不同的桥臂连接方式（如单臂、半桥、全桥），可以调整灵敏度和线性度。

工程理解

直流电桥的基本电路：四个电阻R1、R2、R3、R4构成桥路，电桥输出电压为 $U_o=\frac{R_1}{R_1+R_2}-\frac{R_3}{R_3+R_4}\times U_i$。当电桥平衡时（R1/R2 = R3/R4），Uo = 0。在电阻式传感器中，通常让一个或多个桥臂为敏感电阻，其他为固定电阻。当敏感电阻变化ΔR时，电桥失去平衡，输出电压与ΔR近似成正比。对于应变片，常用差动电桥（相邻桥臂变化相反）以提高灵敏度和线性度。