1 5.11直流电桥 >举例1：直流等臂电桥接电阻应变式传感器（续) >电桥的输出电压为 U.-(Rtk.tARYRtAR.tAR)-(R-ARtARYR-ARtR (R+△R+△R+R-△R.+△R)(R+△R+△R,+R-△Rm+AR) R。U.≈RU.=S,eU. R+△RcR >电桥的电压灵敏度为 S= U ≈Ue △R/R >温度误差基本被消除（不能完全消除），实现了 温度误差互补偿；消除了输出电压与△Rm之间的非 线性误差；电桥电压灵敏度是单臂电桥的4倍
5.1.1 直流电桥 ➢举例1：直流等臂电桥接电阻应变式传感器（续） ➢电桥的输出电压为 11 0 m 0 m 0 m 0 m o e 0 m 0 m 0 m 0 m ( )( ) ( )( ) ( )( ) t t t t t t t t R R R R R R R R R R R R U U R R R R R R R R R R R R + + + + − − + − + = + + + − + + + + − + o e m 0 / U S U R R = ➢电桥的电压灵敏度为 ➢温度误差基本被消除（不能完全消除），实现了 温度误差互补偿；消除了输出电压与ΔRm之间的非 线性误差；电桥电压灵敏度是单臂电桥的4倍。 m e 0 t R U R R = + m e 0 R U R g e = S U
卢东程大等 2 511直流电桥 举例2：直流等臂电桥接电阻应变式传感器 >圆柱形电阻应变式测力传感器，它的弹性敏感元件为 圆柱体，八片特性相同的应变片均布在圆柱体圆周同 一横截面上。试分析图中各电阻应变片的作用，并说 明是如何消除温度误差、载荷偏心和弯矩的影响的。 R R3 R、R7 R R3 R。 R2 6当1 oU. a)贴片图 b)展开图 c)电桥电路图 圆柱形电阻应变式测力传感器
5.1.1 直流电桥 ➢举例2：直流等臂电桥接电阻应变式传感器 ➢圆柱形电阻应变式测力传感器，它的弹性敏感元件为 圆柱体，八片特性相同的应变片均布在圆柱体圆周同 一横截面上。试分析图中各电阻应变片的作用，并说 明是如何消除温度误差、载荷偏心和弯矩的影响的。 12 圆柱形电阻应变式测力传感器 b)展开图 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 c)电桥电路图 Ue Uo R1 R3 R5 R7 R6 R8 R2 R4 R1 a)贴片图 R2 R5 R6 R3 F
G少传藏器在直流电桥电路中的配置方式 13 单臂 半桥双臂 全桥四臂 R F R1(R3) R2 R2(R4) R1=Ro+△R M▣ R-Ro+AR R2=Ro-AR R=Ro+AR M R2=R△R O Uo U R4=R0 =RO R4-Ro-AR R3-Ro+AR M U △R 2(2R+△R) 1ARU。U。= 4 Ro RU. 2 Ro U s-LU. 4 s 2 S=U。 线性差，需设温补片 线性好，温度误差互补偿线性好，温度误差互补偿 电阻应变计在等臂电桥中的配置
传感器在直流电桥电路中的配置方式 13 o e e 0 0 1 2(2 ) 4 R R U U U R R R = + e 1 4 S U o e 0 1 2 R U U R = e 1 2 S U = o e 0 R U U R = e S U= 电阻应变计在等臂电桥中的配置 单臂 半桥双臂 全桥四臂 R1 F R1 (R3 ) F R2 (R4 ) R1 F R2 线性差，需设温补片 线性好，温度误差互补偿 线性好，温度误差互补偿 Uo Ue Uo Ue Uo Ue
6少求用王大军 511直流电桥 直流电桥的平衡方法 ●串联平衡法 ●并联平衡法 b a a R d 。Ueo 串联平衡法 并联平衡法 平衡能力强 平衡能力弱
5.1.1 直流电桥 ➢直流电桥的平衡方法 ⚫串联平衡法 ⚫并联平衡法 14 R1 R2 R4 R3 Ue Uo RU a b c d 串联平衡法 并联平衡法 R1 R2 R4 R3 Ue Uo RU a b c d Rb 平衡能力强 平衡能力弱
15 511直流电桥 多功能电桥电路 >通常为了方便用户使用，需要附加另外一些特征。 ●通过灵敏度调节电阻器，不需要改变供电电压就可以改 变电桥的电压灵敏度。 ●当被测物理量为零时，即使各桥臂电阻值不是严格匹配， 也可以通过调零电阻器将输出电压精确调节为零。 ●通过并联标定电阻器可以获得电桥的电压灵敏度。 标定S R1 R R2 零 U 调节灵敏度 Rs R 0 具有灵敏度调节、平衡调节和标定功能的直流电桥
5.1.1 直流电桥——多功能电桥电路 ➢通常为了方便用户使用，需要附加另外一些特征。 ⚫ 通过灵敏度调节电阻器，不需要改变供电电压就可以改 变电桥的电压灵敏度。 ⚫ 当被测物理量为零时，即使各桥臂电阻值不是严格匹配， 也可以通过调零电阻器将输出电压精确调节为零。 ⚫ 通过并联标定电阻器可以获得电桥的电压灵敏度。 15 具有灵敏度调节、平衡调节和标定功能的直流电桥 R1 R2 R4 R3 Ue Uo RZ1 RZ2 RC RS 标定 调零 调节灵敏度 S