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电阻桥/惠斯通电桥分析及应用

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楼主
ID:117358 发表于 2016-5-12 04:11 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
最近在做PT100的东西,要用到电桥、仪表运放之类的内容,今天介绍下电桥,又叫惠斯通电桥。

惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥,这四个电阻叫做电桥的电桥臂,惠斯通电桥利用电阻的变化来物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。其电路形式如下图所示。


通过欧姆定律可以计算出每个电阻两端的电压。在R1和R4这个桥臂上,R1,R4将2.5V电压分压,R4电阻两端得到的电压即为V2;在R2和R5这个桥臂上,R2,R5将2.5V电压分压,R5电阻两端得到的电压即为V1。领V=2.5V,下面分别用欧姆定律计算V1和V2。
流过电阻R1和R4的电流I2:

R4两端的电压:


流过电阻R2和R5的电流I1:

R5两端的电压:

V1和V2的电压差:


由此可以看出,如果4个电阻都相等,即R1=R2=R4=R5,那么ΔV=0。
如果有三个电阻相等,假设R1 = R4=R5=2K,R2 =82Ω,那么V2 = 1.25V,V1=2.4V,ΔV = 1.15V。
在实际使用中,我们通常将其中三个电阻值固定,而将另外一个电阻换成热敏电阻、压敏电阻、PT100等,这时候就可以用电桥来测物理量了。如果将PT100接入电桥,随着环境温度的变化,PT100的阻值发生变化导致ΔV发生变化,将差分电压ΔV通过差分运放放大后进入单片机的AD采样,再对照PT100的电阻-温度对应表就可以知道当前环境的温度了。

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沙发
ID:47634 发表于 2016-5-16 22:00 | 只看该作者
很好很好,学习了
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板凳
ID:125040 发表于 2016-6-4 10:58 | 只看该作者
楼主很有才,向您学习,非常感谢,压力变送器就是基于惠斯登电桥原理,我在学习中
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地板
ID:125040 发表于 2016-6-4 11:00 | 只看该作者
谢谢楼主
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5#
ID:147428 发表于 2017-11-19 16:28 | 只看该作者
非常感谢楼主的无私奉献!
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