测量电桥因阻值变化而不平衡

测量电桥因阻值变化而不平衡

定义

测量电桥是一种将电阻变化转换为电压变化的电路，通常采用惠斯登电桥形式。在电阻式加速度传感器中，加速度使敏感质量位移，导致粘贴在弹性元件上的应变片电阻值发生变化。将应变片接入电桥的四个臂或部分臂中，当电阻值变化时，电桥失去平衡，输出端产生不平衡电压。

作用

测量电桥的核心作用是将微小的电阻变化（通常为毫欧姆量级）转换成易于测量的电压信号。通过电桥的差分输出，还能有效抵消温度等共模干扰，提高测量精度。

工程理解

• 常用半桥或全桥电路。单臂电桥（仅一个臂为工作应变片）输出电压 $U_o=\frac{E}{4}·\frac{\Delta R}{R}$；全桥（四个臂均为工作应变片且两两差动）输出电压 $U_o=E·\frac{\Delta R}{R}$，灵敏度更高。
• 电桥初始调零通过在桥臂上串联或并联电阻实现，确保无加速度时输出为零。
• 实际设计中需考虑应变片温度系数匹配、引线电阻补偿等因素，否则会导致零点漂移。