电阻阻值变化导致电桥失衡

电阻阻值变化导致电桥失衡

定义

电阻式差压传感器利用压阻效应或应变片将差压（两压力之差）转换为敏感电阻的阻值变化。由四个电阻构成惠斯通电桥（典型为全桥或半桥），其中至少两个为敏感电阻。当差压为零时，电桥处于平衡状态，输出电压为零；当差压施加时，敏感电阻阻值变化，导致电桥失衡，输出与差压成比例的不平衡电压。

作用

电桥失衡是电阻式差压传感器实现压力-电信号转换的关键环节。它把微小的电阻变化（通常为0.1%~1%）线性转换为电压信号，便于后续放大和采集。

工程理解

• 电桥平衡条件：$R_1{R}_4=R_2{R}_3$（对于直流电桥）。
• 差压导致的电阻变化：$\Delta R=k·\Delta P$，其中$k$为灵敏度系数。
• 失衡输出电压：$V_{out}=V_{exc}·\frac{\Delta R}{R}$（近似线性，小信号时）。
• 实际传感器常采用差动结构（如两个电阻增大、两个减小）以提高灵敏度和线性度。
• 电桥电源需稳定（恒压或恒流），温度补偿通过配对电阻或硬件电路实现。