电桥原理详解分析_图
电桥的基本工作原理
万用电桥的基本组成框图
根据被测电阻的大小分两种情况进行测量。 (1)被测电阻R≤10Ω 时，测量选择开关S、S′分别接 “1”、“1′”位置，电桥的电源采用内1kHz的音频振荡 源，电桥的输出电压经放大后送入电表进行指示。在测量 低阻值电阻时，采用仪器内部的低频信号源作测量信号源， 以提高测量灵敏度。 (2)被测电阻R＞10Ω 时，测量选择开关S、S′分别接 “2”、“2′”位置，电桥的电源采用9V直流电源，电桥 的输出不平衡信号电压通过调制器将直流信号调制成交流 信号，再经放大器放大后送入电表进行指示。
、 、 、
电桥的基本工作原理
调节电桥的桥臂参数，使检流计指示为零，则电桥 达到平衡。可得 这就是交流电桥的平衡条件，即相对两桥臂上的阻 抗的乘积相等则被测阻抗为：
必须指出，这里的 亦可写成
、 、 、
是复阻抗，所以
电桥的基本工作原理
一般情况下交流电桥的平衡条件有两个：一个是振幅平 衡条件，一个是相位平衡条件。要使电桥完全平衡，两个条 件就必须同时满足。因此，实际电路中必须有两个可调节的 元件。 在交流电桥中，必须按一定的方式配置桥臂的电抗， 才有可能使电桥处于平衡状态。为使电桥结构简单，调节方 便，通常将其中的两个桥臂做成纯电阻。电抗的配置方式应 遵循如下规律：若两相邻桥臂为纯电阻，则另外两桥臂应是 同性质的电抗（同为感性或同为容性）；若某一对角桥臂为 纯电阻，则另外一对角桥臂应是异性电抗。
由 、 、 、 组成四个桥臂， 为被测电阻，其 它三个电阻为标准电阻。P是检流计,用于指示电桥的平衡状
态。调节一个或几个桥臂上的标准电阻，使检流计指示为
零，表示电桥此时达到平衡状态。 电桥平衡时，相对两桥臂上的电阻的乘积相等。则被测 电阻为：
平衡电桥原理
平衡电桥原理图1 平衡电桥电路原理图电阻变量的测量电桥，结构简单,具有灵敏度高，测量范围宽，线形度好,精度高和容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求,是目前最多最广泛的一种测量电路。
上图所示为一直流供电的平衡电桥。
Ａ，Ｂ,C ，D 为电桥顶点,它的四个桥臂由R １、R2、R3、R4的四个电阻组成(其中任一个电阻可以是应变片，即热敏电阻）,A Ｃ两端为输入口接直流电源,BD 两端为电桥输出。
当电桥输出端B Ｄ接到一个无穷大负载电阻（实际上只要大到一定数值即可）上时,可以认为输出端开路,这时直流电桥称为电压桥。
从ABC 半个桥看，流经R1的电流R1两端压降：Ｒ3两端压降：AC 112U I R R =+1AB11AC 12R U I R U R R ==+3AD AC 34R U U R R =+电桥输出电压:由上式可知，当R1R4＝R2R3时，则电桥Ｕ0＝0,则称电桥处于平衡状态。
设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为ΔR 1、ΔR ２、ΔR 3、ΔR 4则电桥的输出电压为:（精确公式)若将平衡条件R1R ４=R2R3代入上式，并考虑ΔR 1 < R1略去高阶微量，则电桥的输出电压为：（近似公式）在这个平衡电桥中由热敏电阻作为我们温度设计信号的来源,当它受到不同温度时会经过整个平衡电桥来使输出电压发生变化。
实现温度的检测与电压转换。
14230AB AD AC 1234R R R R U =U U U (R R )(R R )--=++114422330AC 11223344(R R )(R R )(R R )(R R )U U (R R R R )(R R R R )+∆+∆-+∆+∆=+∆++∆+∆++∆3121240AC 2121234R R R R R R U U ()(R R )R R R R ∆∆∆∆=--++。
桥式整流电路及工作原理详解
桥式整流电路图及工作原理介绍之我见 桥式整流电路图及工作原理介绍之我见桥式整流电路如图 1 所示，图（a）（b）（c）是桥式整流电路的三种不同 、 、 画法。
由电源变压器、四只整流二极管 D1~4 和负载电阻 RL 组成。
四只整流二 极管接成电桥形式，故称桥式整流。
图 1 桥式整流电路图 桥式整流电路的工作原理 如图 2 所示。
在 u2 的正半周，D1、D3 导通，D2、D4 截止，电流由 TR 次级上端经 D1→ RL →D3 回到 TR 次级下端，在负载 RL 上得到一半波整流电压 在 u2 的负半周，D1、D3 截止，D2、D4 导通，电流由 Tr 次级的下端经 D2→ RL →D4 回到 Tr 次级上端，在负载 RL 上得到另一半波整流电压。
这样就在负载 RL 上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波 整流相同，即 UL = 0.9U2 IL = 0.9U2／RL 流过每个二极管的平均电流为 ID = IL／2 = 0.45 U2／RL 每个二极管所承受的最高反向电压为 什么叫硅桥,什么叫桥堆 目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器 件，称"硅桥"或"桥堆"，使用方便，整流电路也常简化为图 Z 图 1（c）的形式。
桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反 压大的缺点，但多用了两只二极管。
在半导体器件发展快，成本较低的今天，此 缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。
二极管整流电路原理与分析半波整流 二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。
当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压 vo=vi-vd。
当输入电压处于交 流电压的负半周时，二极管截止，输出电压 vo=0。
半波整流电路输入和输出电压的波形如图所 示。
二极管半波整流电路 对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备， 半波整流输出的脉动电压就足够了。
电桥平衡原理
电 桥按激励电压分: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．平衡电桥输出电压为：U 0=U BA -U DA=I 1R 1-I 2R 4=S S U R R R U R R R 434211+-+=S U R R R R R R R R ))((43214231++-由上式可见：若R 1R 3=R 2R 4，则输出电压必为零，此时电桥处于平衡状态，称为平衡电桥。
平衡电桥的平衡条件为： R 1R 3=R 2R 42．非平衡电桥（1）单臂工作电桥这里以桥臂电阻R 1作为工作臂，如图4-1。
设R 2=R 3=R 4=R 0，R 1=R 0+ΔR ，其中R 0为一常数，则输出电压为S O U R R R R R R R R U ))((43214231++-=若电桥用于微电阻变化测量，有ΔR 远小于R 0，则（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R 1有变化R 0+ΔR ，R 2有变化R 0-ΔR 0，可导出公式（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：R 1=R 2=R 3=R 4=R 0ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4=ΔR其输出电压为3．讨论（1）电桥的灵敏度SO U R RU 04∆≈SO U R RU 02∆=SO U R RU 0∆=图4-1直流电桥SU RR R∆+∆=240在电桥电路中灵敏度定义为它将ΔR/R 0作为输入，而不是仅把ΔR 当作输入。
由此可以求得上述各种电桥的灵敏度分别为S 1=1/4U O ；S 2=1/2U O ；S 4=U O 。
（2）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2ΔR 项，使输出电压的变化与电阻的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。
直流单臂电桥的使用与分析
1电若)检桥流流平 经计衡两指时电多臂针，阻:的组和R当X电=有）比2流电Ω是，较流同流通臂一过个过读检电流调数流计，节的时那,旋乘指就针是钮积会串发可。联生；以偏转选,流择过相电流应的的方向电不阻同,与指针之偏转相的连方向接也，不同最。后的Rx读数为比例
功直率流:单电臂阻电并调桥联测零时量，器过各程：电阻用消以耗的测功量率与前电的阻大指小针成反调比零，即工电作阻值。大必者消须耗先的功将率小； 电桥平衡时检，流RX=计2Ω锁扣打开，才能进行调零。
图1-24是直流单臂电桥简易原理图，当电桥检流计指示 指针晃向“＋”的一边，说明被测电阻大于1000欧，可把比例臂放在10档，再次接下“B”、“G”按钮，如果指针仍在“＋”边，可
把比例臂放在100档。
值为零的时候，才可以进行读数。 此时电桥平衡，被测电阻值等于：比例臂读数乘比较臂读数（欧姆）。
电流:电路的总电流等于各并联电阻的电流之和； 直流单臂电桥用于测量阻 2)如无法估计被测电阻值，一般将比例臂放在1档，比较臂放在1000欧上，按下“B”按钮，然后轻按“G”按钮后即松开，如检流计 指针晃向“＋”的一边，说明被测电阻大于1000欧，可把比例臂放在10档，再次接下“B”、“G”按钮，如果指针仍在“＋”边，可 把比例臂放在100档。 例1 求图1-31所示电路的I1 ,I4 ,U4 检流计连接片：通常放在“外接”位置。 检流计连接片：通常放在“外接”位置。 直流单臂电桥用于测量阻 阻相串联的部分具有电阻串联电路的特点，电阻相并联的部分具有电阻 轻按检流计按钮“G”； 被测电阻，是为测量臂。 桥检流计指示值为零的时候，计 如左边的支路可以扭到右边，上面的支路可以翻到下面，弯曲的支路可以拉直等； 直流单臂电桥测量过程 功率:电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比，即电阻值大者消耗的功率小； 例1 求图1-31所示电路的I1 ,I4 ,U4 直流电桥按其功能可分为直流单臂电桥和直流双臂电桥，其中直流单臂电桥主要适合精确测量1Ω以上的电阻，所以使用比较广泛。 电桥平衡时，RX=2Ω
电桥原理详解分析
电感测量
同样利用电桥电路，可以测量电感器的电感值，对于电子设备和系统的性能评 估具有重要意义。
在通信系统中的应用
信号传输
在通信系统中，电桥可以用于信号的传输和处理，例如在无线通信网络中实现信 号的定向传输。
频率选择
电桥还可以用于通信系统的频率选择，通过调整电桥的参数，实现对特定频率信 号的选择和过滤。
电桥的误差主要来源于电阻元件的精度、电源电压的稳定性、温度变化等因素。这些因素会导致电桥的平衡条件 发生变化，从而影响电桥的测量精度。
误差消除方法
为了减小误差，可以采用高精度的电阻元件、稳压电源、温度补偿等方法。同时，在电桥使用过程中，应注意避 免外界干扰和防止环境温度变化对电桥的影响。
05 电桥的优化设计
提高电桥灵敏度的方法
选择高精度测量元件
平衡电桥电路
使用高精度的电阻、电容和电感等元 件，可以减小测量误差，提高电桥的 灵敏度。
通过调整电桥电路中的元件参数，使 电桥达到平衡状态，从而提高电桥的 灵敏度。
减小连接线路的电阻
尽量缩短连接线路，选择低阻抗的导 线，以减小线路电阻对两个 为测量臂，另两个为比较臂。
通过调整比较臂的元件参数， 使得电桥达到平衡状态，此时 测量臂的元件参数值即为被测 元件的参数值。
02 电桥的工作原理
电阻电桥的工作原理
01
02
03
平衡条件
在电阻电桥中，当电桥达 到平衡状态时，流过电桥 的电流为零，此时电桥的 输出电压也为零。
平衡条件的应用
通过调整电桥中电阻的阻 值，使得电桥达到平衡状 态，可以测量电阻的阻值。
测量精度
电阻电桥的测量精度取决 于电桥平衡状态的稳定性 以及测量电路的精度。
平衡电桥原理
平衡电桥原理图1 平衡电桥电路原理图电阻变量的测量电桥，结构简单，具有灵敏度高，测量范围宽，线形度好，精度高和容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求，是目前最多最广泛的一种测量电路。
上图所示为一直流供电的平衡电桥。
A,B,C,D 为电桥顶点，它的四个桥臂由R1、R2、R3、R4的四个电阻组成（其中任一个电阻可以是应变片，即热敏电阻），AC 两端为输入口接直流电源，BD 两端为电桥输出。
当电桥输出端BD 接到一个无穷大负载电阻（实际上只要大到一定数值即可）上时，可以认为输出端开路，这时直流电桥称为电压桥。
从ABC 半个桥看，流经R1的电流R1两端压降：R3两端压降： AC 112U I R R =+1AB 11AC 12R U I R U R R ==+3AD AC 34R U U R R =+电桥输出电压：由上式可知，当R1R4=R2R3时，则电桥U0=0,则称电桥处于平衡状态。
设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为ΔR 1、ΔR 2、ΔR 3、ΔR 4则电桥的输出电压为：（精确公式）若将平衡条件R1R4=R2R3代入上式，并考虑ΔR 1 < R1略去高阶微量，则电桥的输出电压为：(近似公式）在这个平衡电桥中由热敏电阻作为我们温度设计信号的来源，当它受到不同温度时会经过整个平衡电桥来使输出电压发生变化。
实现温度的检测与电压转换。
14230AB AD AC 1234R R R R U =U U U (R R )(R R )--=++114422330AC11223344(R R )(R R )(R R )(R R )U U (R R R R )(R R R R )+∆+∆-+∆+∆=+∆++∆+∆++∆3121240AC 2121234R R R R R R U U ()(R R )R R R R ∆∆∆∆=--++。
电桥基本工作原理
电桥基本工作原理
电桥是一种用于测量电阻、电容、电感等电性元件的仪器。
它的基本工作原理如下：
1. 原理介绍：电桥是利用桥路平衡原理来测量电阻、电容或电感之间的差异。
2. 桥路平衡原理：电桥由四个电阻（或电容、电感）及一种测量仪器（如伏特计或示波器等）组成。
当电桥中的电阻、电容或电感之间满足一定条件时，桥路就达到平衡，没有电流流过测量仪器。
3. 工作步骤：首先将要测量的电阻、电容或电感接入电桥的两个分支中，然后通过调节另外两个分支中的电阻、电容或电感的值，使得测量仪器显示为零。
4. 平衡条件：电桥平衡的条件是通过调节电桥中的元件使得两个对角线的电势差为零，从而使得电流在测量仪器上没有发生变化。
5. 计算测量值：在电桥达到平衡之后，可以根据已知的电桥电阻（或电容、电感）的比例关系来计算未知元件的值。
6. 应用范围：电桥广泛应用于科研、工业生产及电子实验教学等领域，用于测量电阻、电容和电感等电性元件的数值。
总结：电桥基于桥路平衡原理，通过调节电桥中的元件，使得
电流在测量仪器上没有变化。
我们可以利用电桥测量电阻、电容或电感之间的差异，并根据已知的电桥电性元件比例关系计算未知元件的值。