电桥加减特性

电桥加减特性

电桥加减特性是直流电桥在差动工作模式下输出电压与电阻变化量之间的线性组合规律。定义：对于四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4构成的惠斯通电桥，电源电压为E，输出电压Uo = E * (R1/(R1+R2) - R3/(R3+R4))。当电桥平衡时满足R1R4 = R2R3，此时Uo=0。当各桥臂电阻发生微小变化ΔR时，忽略高阶小量，输出电压近似为：

（假设初始各桥臂电阻均为R）。

加减特性核心：

• 相邻桥臂（如R1与R2）电阻变化方向相同时，两者贡献相互抵消；变化方向相反时，贡献绝对值相加。
• 相对桥臂（如R1与R3）电阻变化方向相同时，贡献相减；变化方向相反时，贡献绝对值相加。

工程中常将两个电阻式敏感元件分别接入相邻桥臂，并使其受力方向相反（一个拉伸、一个压缩），此时ΔR1 = +ΔR，ΔR2 = -ΔR，ΔR3 = ΔR4 = 0，则输出电压为：

相比单臂电桥灵敏度提高一倍。若将四个敏感元件接成全桥差动形式，灵敏度可提高至四倍。该特性还能有效抑制温度等环境因素引起的共模干扰，因为温度变化导致所有桥臂电阻同向变化，在加减运算中相互抵消。

作用：提高测量灵敏度、实现温度补偿、增强线性度。
工程理解：电桥加减特性是电阻式传感器（如应变片、压力传感器）中差动电路设计的理论基础，通过合理配置敏感元件的安装方向和桥臂连接方式，可优化信号质量。