按激励电压分:供桥电源电压是直流电压时,称直流电桥;供桥电源电压为交流电压时,称交流电桥按工作方式分:电桥的工作方式有偏差工作方式和调零工作方式一、直流电桥1•平衡电桥90输出电压为:UO=UBA-UDA=IiRi-I2R4RiR4=UsUsRi:卜R2R3川’R4RiR3-R2R4=US(RiR2)(R3R4)由上式可见:若RiR3=R2R4,则输出电压必为零,此时电桥处于平衡状态,称为平衡电桥图4-i直流电桥平衡电桥的平衡条件为:RiR3=R2R42•非平衡电桥(1) 单臂工作电桥这里以桥臂电阻Ri作为工作臂,如图4-i设R2=R3=R4=Ro,Ri=Ro+△R,其中Ro为一常数,则输出电压为R1R3-R2R4UoUs(Ri+R2)(R3+R4)•:RUs4R02:R若电桥用于微电阻变化测量,有△R远小于Ro,则ARUoUs4Ro(2) 双臂工作电桥两个邻边桥臂有相同的微电阻变化,如电阻Ri有变化Ro+AR,R2有变化Ro-△Ro,可导出公式ArUoUs2Ro(3) 四臂工作电桥四个桥臂均有相同的微电阻变化,且电阻变化以差动方式增大或减小,满足以下关系:Ri=R2=R3=R4=RoARi=AR2=AR3=AR4=AR其输出电压为AruousRo3.讨论(i)电桥的灵敏度在电桥电路中灵敏度定义为U。
S二△RRo它将△R/Ro作为输入,而不是仅把△R当作输入由此可以求得上述各种电桥的灵敏度分别为Si=1/4Uo;S2=1/2USi=Uo2)非线性误差在推导上述公式的过程中,单测量臂的电桥由于在分母上有变化具有非线性误差,在精密测量中要考虑这个非线性误差的影响2AR项,使输出电压的变化与电阻的二、交流电桥1.交流电桥的平衡条件如图4-2所示为交流电桥它采用交流电压供电,四个桥臂可以是电感L、电容C或者电阻R,均用阻抗符号Z表示根据对直流电桥的讨论可以写出UoZZ—Z2Z4(ZlZ2)(Z3Z4)Us当ZiZ3-Z2Z4=0时,电桥输出为零,达到平衡这时有ZiZ3=Z2Z4Z是复数,可以写成j6Z=|Z|ej交流电桥的平衡条件:j(61+63)j(62+64)|Zi||Z3|e=|Z2||Z4|e可以表示为|Zi||Z2|=|Z3||Z4I6i+63=62+642、讨论:(1) 若电桥中有一对相邻桥臂为电阻,根据平衡条件,其余二桥臂一定为同类的阻抗,同是容抗或者同是感抗2) 若电桥中有二对边桥臂为电阻,根据平衡条件,其余二桥臂一定具有异类的阻抗,如果这边是容抗,其对边应为感抗3) 如果四个桥臂均为电阻时,61=63=62=64=0,如果忽略其它因素影响,交流电桥的平衡条件与直流电桥是完全一样的。