惠斯通電橋是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。它是高中物理學(xué)和大學(xué)電路學(xué)的分界線。這也是一個(gè)典型的例子，電報(bào)出現(xiàn)在1838年后，增加了電路分析和計(jì)算的需要。惠斯通電橋本身也是一個(gè)智能結(jié)晶。由于電源存在內(nèi)部阻力，因此直接用伏安法測(cè)量電阻，存在一定的誤差。在精確性的追求下，惠斯通首次被用來測(cè)量電阻。從理論上講，惠斯通電橋和優(yōu)通電路學(xué)中的畢達(dá)哥拉斯圖零誤差是最簡(jiǎn)單的模型，但實(shí)現(xiàn)了電路學(xué)的版本，因此開始研究它具有重要意義。那么，惠斯通電橋的原理是什么，下面為您詳細(xì)講解。

一、惠斯通電橋的定義

        惠斯通電橋是由四個(gè)電阻組成的電橋電路，這四個(gè)電阻分別叫做電橋的橋臂，惠斯通電橋利用電阻的變化來測(cè)量物理量的變化，單片機(jī)采集可變電阻兩端的電壓然后處理，就可以計(jì)算出相應(yīng)的物理量的變化，是一種精度很高的測(cè)量方式。

二、惠斯通電橋的原理

        惠斯通電橋執(zhí)行類似的功能，可用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力信號(hào)?；菟雇姌蚬δ艿淖罴芽梢暬菍⑵淇醋鬟B接到公共電壓源的兩個(gè)簡(jiǎn)單的分壓器。如果這些分壓器中的電阻值相等，則每個(gè)分壓器中點(diǎn)的電壓將相等。連接在這兩個(gè)點(diǎn)之間的DC電壓表將指示零電壓，即使兩個(gè)點(diǎn)都處于1/2激勵(lì)電壓的電壓電位。組成分壓器的任何一個(gè)電阻器的小變化將導(dǎo)致分壓器的相對(duì)變化

        并在電壓表上顯示。由于在這些點(diǎn)僅存在應(yīng)變產(chǎn)生信號(hào)，所以可以安裝DC放大器代替電壓計(jì)，并且產(chǎn)生高電平信號(hào)，而不管在這兩個(gè)點(diǎn)處存在的大共模電壓。

        如果惠斯通電橋電路由4個(gè)相等電阻的應(yīng)變計(jì)組成，這些應(yīng)變計(jì)是無應(yīng)變的，則稱該橋被“平衡”，并且在橋輸出端子處不存在輸出電壓。作為應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu)加載電阻，電阻增加或減小，導(dǎo)致電橋變得不平衡并產(chǎn)生成比例的信號(hào)。根據(jù)橋中每個(gè)量計(jì)的位置，電阻變化將從輸出信號(hào)增加或減少。惠斯通電橋的固有計(jì)算特性用于力傳感器的設(shè)計(jì)中的多個(gè)目的。

        該特征的一般使用是消除與期望的應(yīng)變相關(guān)變化無關(guān)的電阻變化效應(yīng)。例如，溫度將在施加到零件的所有規(guī)格中產(chǎn)生相等的應(yīng)變變化。如果所有量具都受到同等的影響，橋梁將有效地消除這些溫度相關(guān)的變化。被測(cè)量以感測(cè)彎曲的梁通常具有以“對(duì)”安裝的量具，其中一個(gè)量具將測(cè)量張力應(yīng)變，而另一個(gè)量具優(yōu)于特定梁截面。通過將這兩個(gè)量規(guī)放置在“相鄰”橋“臂”中，信號(hào)，雖然符號(hào)相反，但是相對(duì)于橋輸出是相加的。施加到梁的端部載荷將同等地影響兩個(gè)計(jì)量，使橋接器消除其對(duì)橋接器的視在輸出的影響。單獨(dú)測(cè)量信號(hào)的這種相加和相減用于產(chǎn)生對(duì)沿著限定的軸的力敏感的力傳感器。

        重要的是要注意，為了消除這些外部信號(hào)，每個(gè)計(jì)量對(duì)必須具有相等但相反的電阻變化。如果一個(gè)或多個(gè)這些應(yīng)變片被外部無源電阻意外或故意“分流”，不僅測(cè)量片的基極電阻改變，而且其有效靈敏度(量具因子)也改變。該效應(yīng)通常用于校正傳感器的“串?dāng)_”靈敏度以“微調(diào)”其在空間中的敏感力軸位置。還不幸地由不知不覺地由傳感器的用戶執(zhí)行，該傳感器直接跨越各個(gè)橋臂施加外部電阻網(wǎng)絡(luò)，以試圖“平衡”傳感器。有時(shí)，這些寄生分流網(wǎng)絡(luò)以“T”平衡網(wǎng)絡(luò)的形式在市場(chǎng)上可買到的“讀出”儀器中找到，并且用戶必須謹(jǐn)慎地組合力測(cè)量系統(tǒng)，否則他可能發(fā)現(xiàn)除了參數(shù)之外還測(cè)量某物他感興趣。

        以上就是關(guān)于惠斯通電橋原理的全部?jī)?nèi)容分享，希望能夠給大家?guī)韼椭?，如果您還有相關(guān)的疑問，歡迎留言咨詢，我們將會(huì)為您解答。宇凡微專注于單片機(jī)應(yīng)用方案的開發(fā)、 MCU功能定制開發(fā)，致力于為廣大廠家提供更多新穎的電子產(chǎn)品方案!