直流电桥输出电压公式

直流电桥输出电压公式

定义

直流电桥是一种由四个电阻（R1、R2、R3、R4）组成的桥式电路，其输出电压 $U_o$ 由对角节点间的电位差决定。通用公式为：
$U_o=U_i·(\frac{R_1}{R_1+R_2}-\frac{R_3}{R_3+R_4})$
其中 $U_i$ 为桥臂电源电压。

作用

将桥臂电阻的微小变化转换为电压变化，使传感器能测量力、应变、温度等非电量。当电桥平衡时（即 $R_1/R_2=R_3/R_4$），$U_o=0$；当任一电阻改变时，输出失调电压即反映被测量。

工程理解

• 灵敏度：对于单臂应变片（R1 变化 $\Delta R$），近似输出电压 $U_o\approx \frac{U_i}{4}·\frac{\Delta R}{R}$，此线性关系在 $\Delta R\ll R$ 时成立。
• 非线性：实际输出包含高阶项，工程中常采用差动半桥或全桥来抵消非线性并提高灵敏度。
• 匹配：实际使用中需精确匹配桥臂电阻，以减少温度漂移等共模干扰。