提高桥臂比导致电压灵敏度下降的注意事项

提高桥臂比导致电压灵敏度下降的注意事项

定义

在电阻应变式传感器的单臂电桥中，桥臂比n定义为固定桥臂电阻R2与工作桥臂标称电阻R1之比（n=R2/R1）。输出电压Uo与电阻变化量ΔR的关系为：

其中U为电源电压，R=R1=ΔR=0时的工作电阻。

作用

提高桥臂比n可减小非线性误差。非线性相对误差δ近似为：

可见n越大，δ越小，线性度越好。

注意事项

1. 灵敏度降低：电压灵敏度Ku = U/(2R(1+n))，随n增大而下降。高n导致输出信号微弱，对后续放大电路噪声抑制要求更高。
2. 工程权衡：若对精度要求高（如小应变测量），可适当提高n（如n=2~5），但需保证输出信号可测。若信号需远距离传输，则灵敏度降低会引入信噪比问题。
3. 替代方案：优先采用差动电桥（半桥或全桥）可同时实现非线性补偿和灵敏度倍增（半桥灵敏度为单臂2倍，全桥4倍），且无需牺牲桥臂比。