测量转换电路——直流电桥

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电桥平衡的条件 ：R1/R2=R4/R3，调节RP，最终可以使R1/R2?=R4/R3（ R1、R2是R1、R2并联RP后的等效电阻），电桥趋于平衡，Uo被预调到零位，这一过程称为调零 。当电桥输出端接无穷大负载电阻时，可视输出端为开路，即只有电压输出 。当忽略电源的内阻时，由分压原理有：
当满足R1R3=R2R4时，即电桥平衡，该式称为平衡条件，全桥四臂工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂半桥灵敏度最低 。
1.单臂电桥
其中 R1、 为应变片，R2、 R3、R4为固定电阻。
2.双臂电桥
双臂差动半桥：
，所图所示：
其中 R1、 R2为应变片，R3、R4为固定电阻。应变片R1 、R2 感受到的应变?1~?2以及产生的电阻增量正负号相间，可以使输出电压Uo成倍地增大 。
3.四臂全桥
全桥的四个桥臂都为应变片，如果设法使试件受力后，应变片R1 ~ R4产生的电阻增量（或感受到的应变?1~?4）正负号相间，就可以使输出电压Uo成倍地增大 。上述三种工作方式中，全桥四臂工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂半桥灵敏度最低 。采用全桥（或双臂半桥）还能实现温度自补偿 。在电桥应用中，有许多补偿 ***，其中包括零点补偿、温度补偿、非线性补偿等
应变效应的应用十分广泛 。它可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量 。电阻应变片的应用可分为两大类：第一类是将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用应变式传感器 。
1.力的测量
应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路；第二类是将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应变量 。

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荷重时的应变传感器称为应变荷重传感器如图所示，主要用途作为电子秤和试验机的测量力元件，推力测试等，该种传感器要求较高的灵敏度，荷重传感器具体可分为柱式和筒式传感器，电桥联线时要尽可能的减小弯矩的影响到，如有必要可进行温度补偿 。特别是要把应变片粘到具有弹性的元件上面，这需要专业厂家来完成，被测的力作用在弹性元件上，而不是应变片本身，否则会损坏荷重传感器 。
2.扭矩测量
扭矩传感器是一个类似于负载器的电子装置，主要用于把测试所得的扭力值转换成电信号的扭矩 。通过机械感应检测扭矩形变，将应变计里的应变片变形量转换成电信号 。扭矩传感器通常由四个应变计的配置，还提供一个或者两个应变片的扭矩传感器 。电信号通常输出是在几毫伏大小之间，所以通常需要由仪表放大器通过放大才能够使用 。传感器根据输出然后应用算法计算得到的数据再传回传感显示 。扭矩传感器一般有旋转式 。固定反应式，和内嵌式等多种用于校准和审计目的的类型 。应变式传感器将应变片产生的应变转矩转换为电阻值的变化 。
扭矩测量可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩 。量程2~500N.m，耗电量≤10mA，有公制/英制单位转换、峰值保持、自动断电等功能 。
3.加速度的测量
加速度传感器是一种能够测量加速度的电子设备 。其基于惯性原理，即A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 。用电磁力去平衡惯性力F就可以得到 F对应于电流的关系，可由实验去标定这个比例系数 。多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的 。一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性 。由于这个变形会产生电压，只要计算产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出 。

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