1、CH5 模擬信號的調(diào)理與轉(zhuǎn)換,5.1電橋 5.2 濾波器 5.3 調(diào)制與解調(diào) 5.4 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 (A-analog & D-digital),5.1電橋,定義： 將電阻、電容、電感等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出的一種測量電路。,電橋的分類： 按激勵電源的類型： 直流電橋 交流電橋,根據(jù)其工作原理分類： 歸零法 偏值法,5.1電橋,工作原理： 利用四個橋臂中的一個或數(shù)個的阻值變化而引起電橋輸出電壓的變化 。,直流電橋結(jié)構(gòu)形式,a和d之間的電位差：,5.1.1 直流電橋,電橋,（5-1）,電路分析：,b和d輸出電壓:,平衡條件:,a和b之間電位差：,ex,e0,5.1.1 直流電橋,1.

2、零值法 R1: 用于感受被測量的電阻. R2 ：標(biāo)定過的可變電阻. R2 的值可以改變，以使電橋從平衡到不平衡再到達(dá)平衡. G: 檢流計,電橋的平衡操作可以手動完成也可自動完成,5.1.1直流電橋,1.零值法,主要用于靜態(tài)物理量的測量.,優(yōu)點: 無需知道輸入電壓.,缺點: 檢流計的電流值不可能精確為零. 因此測量結(jié)果有一定的誤差.,5.1.1 直流電橋,2. 偏值法,偏值法是指在不平衡條件下，一個或多個橋臂阻值的變化通過接入節(jié)點b、d兩端的電壓表測得電壓降（或者電流表的電流）作為指示.,直流電橋的連接形式： 半橋單臂 半橋雙臂 全橋,5.1.1直流電橋,假定4個橋臂的阻值相等,即R1=R2=R

3、3=R4=R0, 式(5-4) 就變?yōu)椋?a)半橋單臂,電橋僅有一個橋臂的阻值隨被測量變化，這個橋臂稱為工作橋臂，其他橋臂是固定電阻。設(shè)工作橋臂為R1，其變化量為R，由式（5-1）可得電橋輸出電壓:,（5-4）,（5-4-2）,假定 RR0, 則 (5-4-2) 簡化為：,同時假定 R1=R2=R3=R4=R0 and R1= R2= R, 則有：,電橋有兩個工作臂. 假定 R1 and R2 是工作臂,且電阻值為R1 and R2.,b)半橋單臂連接,所有橋臂都是工作臂,即,c) 全橋,假定 R1=R2=R3=R4=R0 andR1=R2= R3=R4=R, 則有:,若每個橋臂的變化方向是一

4、致的, 其阻值的變化為：R1+R1, R2+R2, R3+R3, R4+R4. 假定R1=R2=R3=R4=R0, 則有：,電橋的和差特性：,相對橋臂阻值的變化所產(chǎn)生的輸出電壓為該兩橋臂各阻值變化產(chǎn)生的輸出電壓之和。,相鄰橋臂阻值的變化所引起的輸出電壓為該兩橋臂各阻值變化產(chǎn)生的輸出電壓之差；,5.1.1直流電橋,靈敏度 電橋的靈敏度的定義如下：,半橋單臂的輸出電壓 半橋雙臂的輸出電壓 全橋的輸出電壓,5.1.1直流電橋,應(yīng)變測量,應(yīng)變測量: 為了提高靈敏度，在梁的上、下表面各貼一個初始阻值相等的同種應(yīng)變片，并分別接入電橋的相鄰兩橋臂 .,和差特性 的應(yīng)用:,能消除溫度變化所引起的誤差.,5.1.1直流電橋,頻率特性好. 可以用來測量動態(tài)物理量.,2.偏值法,和零值法相比，偏值法需要穩(wěn)定的輸入電壓和精確指示輸出電壓的電壓表.,5.1.1直流電橋,5.1