《电桥电路详解ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电桥电路详解ppt课件.ppt（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。应变片测量电路从前面的讨论知道：电阻应变片的作用是将构件表面的应变转变为电阻的变化。其关系式为：RKR一般K2.0 2.4R=120若取K2.0631010则R=KR0.00024 0.24“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。显然 太小了。为了便于测量，需将应变片的电阻变化转换成电压（电流）信号，再将信
2、号放大，然后由指示仪（记录仪）指示出应变值，这一任务是由电阻应变仪来完成的。R电阻应变仪中电桥通常采用直流电桥和交流电桥，本课仅讨论前者。R=KR0.00024 0.24“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。一、直流电桥（一）电桥的输出电压设电桥中四个桥臂电阻为 （其中任一个电阻可以是应变片）。1234RRRR、AC两端为输入接直流电源，用 表示ACU从ABC半个桥看，流经 的电流1RAC112UIRR“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台
3、、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。两端压降：1R1AB11AC12RUI RURR两端压降：3R3ADAC34RUURR电桥输出电压：14230ABADAC1234R RR RU =UUU(RR )(RR )“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。电桥输出电压：14230ABADAC1234R RR RU =UUU(RR )(RR )由上式知，当 时，则电桥输出电压 则称电桥处于平衡状态。1423R R
4、=R R0U0设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为 则电桥的输出电压为：1234R , R , R , R114422330AC11223344(RR )(RR )(RR )(RR )UU(RRRR )(RRRR )（精确公式）“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。若将平衡条件 代入上式，并考虑 略去高阶微量，则电桥的输出电压为：1423R R =R RiiRR设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为 则电桥的输出电压为：1234R , R , R , R114422
5、330AC11223344(RR )(RR ) (RR )(RR )UU(RRRR )(RRRR )（精确公式）（1）3121240AC2121234RR RRRRUU()(RR )RRRR（近似公式）（2）“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1、等臂电桥四个桥臂电阻值相等，即 由（2）式输出电压为：1234R =R =R =RRAC312401234URRRRU()4RRRR（3）若四个桥臂为应变片，其灵敏度K均相同，代入 则电桥输出电压为 ：R R=KAC012
6、34UKU()4（4）“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。说明：（）当满足时，电桥的输出电压与各桥臂应变片代数和成线形关系。RR（）上式由假定，忽略高阶微量推导而来（为近似公式）iR R如果只考虑AB桥臂接应变片，即仅有一增量，感受应变，则由（3）和（4）式，得输出电压为：1R1RACAC0UURUK4R4（5）“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防
7、控工程”。ACAC0URURUK4R4（5）上式表明：输出电压与应变成线形关系，这是个近似公式。同样只在桥臂AB上接应变片，即 ，则由（1）式（精确公式）得电桥的输出电压为：1R0AC0UR1U()1R4R12 R（6）将（5）（6）两式相比，（6）式中增加了一个系数（即圆括号部分）称为非线性系数。它愈接近1，说明电桥的非线性就愈小，也就是说按近似公式及精确公式计算得到的输出电压值愈接近。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。通常取应变片的灵敏系数K=2，若应变，则由
8、，可得到（）式中的非线性系数等于0.999，非常接近于1。因此在一般应变范围内按接近公式计算输出电压，所产生地方误差非常小，可以忽略不计。1000R RK、卧式桥12RRR34RRR同样只在AB桥臂上接应变片，此时，由近似公式（2）及精确公式（1）得到的输出电压表达式与等臂电桥的（5）及（6）式完全相同，它的非线性系数也相等。R0“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。、立式桥13RRR24RRR若AB桥臂接应变片，即有一增量，由近似公式（2）得到输出电压为：1RR0A
9、CR RUU1m2m（）式中：mR R“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。按精确公式（1）得到输出电压为：0ACR R1UU()1mRm21m1m R（8）将（7）（8）两式相比，（8）式中的括号为非线性系数。讨论等臂电桥与立式电桥非线性系数：当时，立式桥非线性系数比等臂桥小，误差比等臂桥大。m1m11m2立式桥非线性系数比等臂桥大，误差比等臂桥小。m1m11m2“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基
10、础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。（二）电桥的平衡测量前，必须先使电桥处于平衡状态，即电桥无输出。但由于应变片电阻值总有偏差，接触电阻，导线电阻等存在，往往电桥不能平衡，因此需设置预调平衡电路。在电桥中增加电阻和电位器，可分为两部分：5R6R6R616Rn R626Rn R12nn1见（b）将星形连接变为三角形连接，则116521Rn RRn226511Rn RRn“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。116521Rn RRn226511R
11、n RRn与是分别并联在和上的，只要调节和就可使电桥平衡。1R2R1R2R6R6R一般： ，为以上，调节范围不大，要求四个桥臂电阻相差。5R6R10K6R0.4“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。二、测量电桥的组成及温度影响的补偿在等臂电桥中，四个桥臂都接应变片，则电桥的输出电压为：ACAC01234dUKUU()K44应变仪的读数应变为：0d1234AC4U()UK（9）式中 相应为电桥上四个桥臂电阻所感受的应变值。1234、 、 、1234R ,R ,R ,R“
12、雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。应变仪的读数应变为：0d1234AC4U()UK（9）式中相应为电桥上四个桥臂电阻所感受的应变值。1234, 1234R ,R ,R ,R上式反映了桥路特性：两相邻桥臂电阻所感受的应变代数值相减，两相对桥臂电阻所感受的应变代数值相加。合理地利用上述特性可测单一内力分量；并可消除的影响。t“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众
13、性治安防控工程”。（一）温度补偿1、补偿块补偿在构件上粘贴应变片工作应变片，接AB桥臂上，补偿块上粘贴应变片补偿片，接BC桥臂上，电桥的AD和CD桥臂接固定电阻，组成等臂电桥。因温度改变引起的电阻变化是相等的，利用桥路特性可消除的影响。t1R2R12RR、“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2、工作片补偿法在同一被测试件上粘贴n个工作应变片，将它们接入桥中。当试件受力变形时，每个应变片的应变中都有外力和温度变化引起的应变，根据桥路基本特性，可消除，而得到所需要的应变
14、。t（二）测量电桥的几种组成方法合理利用桥路特性可达到以下目的：（1）实现温度补偿；（2）从复杂的变形中测出所需要的应变分量；（3）扩大应变仪读数，以减小读数误差，提高测量灵敏度。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1、半桥接线法在测量电桥的桥臂AB、BC上接应变片，另外两桥臂AD、CD上接应变仪内部固定电阻R，则称半桥接线法。由于下半个桥接的固定电阻不感受应变，由公式（9）可得应变仪的读数应变为：d12实际测量时，可分为两种情况：1）半桥测量：电桥的两个桥臂AB、
15、BC接应变片。2）半臂测量：电桥的两个桥臂AB、BC上，任一桥臂上接工作应变片，而另一桥臂接温度补偿片。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2、全桥接线法在测量电桥的四个桥臂上都接上应变片。对于等臂电桥，此时应变仪的读数应变由公式（9）可得出：d1234实际测量时，可分两种情况：1）全桥测量：四个桥臂上都接工作应变片；2）相对两臂测量：电桥相对两臂接工作应变片，另相对两臂接温度补偿片。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3、串联和并联接线法测量中若采用多个应变片时，也可以将应变片串联或并联起来。应变电阻阻值R，其增量是 ，在AB桥臂 ， ，电阻相对变化 ，这与桥臂AB上只接单个应变片时电阻相对变化是完全相同，因此串联、并联接线都不会增加读数应变。R1RnR1R =n R11RR = R R