全桥差动测量电路结构

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一句话看懂

全桥差动测量电路由四个电阻应变片构成全桥，相邻桥臂电阻变化相反，能抵消非线性项，输出电压与应变呈线性关系，同时灵敏度约为单臂电桥的4倍，广泛应用于高精度电阻应变式传感器。

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全桥差动测量电路是一种将四个电阻应变片（或敏感元件）接入电桥四个臂的电路结构，其中相邻两臂的电阻变化方向相反（例如R1和R3受拉伸，R2和R4受压缩），从而构成差动形式。

实际应用中，将四个应变片粘贴在弹性元件上（如悬臂梁的上下表面），使它们在同一载荷下两两产生大小相等、符号相反的应变。电桥输出可表示为：

U_{o} = \frac{U}{4} (\frac{Δ R_{1}}{R_{1}} - \frac{Δ R_{2}}{R_{2}} + \frac{Δ R_{3}}{R_{3}} - \frac{Δ R_{4}}{R_{4}})

若初始电阻相等且变化量一致，即 $Δ R_{1} = Δ R_{3} = Δ R$ ， $Δ R_{2} = Δ R_{4} = - Δ R$ ，则有：

U_{o} = U \cdot \frac{Δ R}{R}

可见输出与 $Δ R / R$ 成正比，完全线性。相比半桥差动电路（输出为两倍），全桥差动电路具有更高的灵敏度和更好的线性度，是电阻式传感器中最优的电路拓扑之一。

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