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电阻桥基础知识：第 1 部分
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2022-11-18
向日葵的花季
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介绍介绍惠斯通电桥是在电子学早期开发的，作为一种无需精确电压参考或高阻抗表即可精确测量电阻值的方法。虽然电阻桥很少用于这个最初的目的，但它们仍然广泛用于传感器应用。本文将说明为什么电桥仍然如此受欢迎，并讨论测量电桥输出的一些关键考虑因素。惠斯通电桥是在电子学早期开发的，作为一种无需精确电压参考或高阻抗表即可精确测量电阻值的方法。虽然电阻桥很少用于这个最初的目的，但它们仍然广泛用于传感器应用。本文将说明为什么电桥仍然如此受欢迎，并讨论测量电桥输出的一些关键考虑因素。注意：这是一篇分为两部分的文章。第一部分回顾了基本电桥，重点介绍了低输出信号的电桥，例如来自键合线或键合箔应变计的电桥。第二部分，应用说明 3545，“注意：这是一篇分为两部分的文章。第一部分回顾了基本电桥，重点介绍了低输出信号的电桥，例如来自键合线或键合箔应变计的电桥。第二部分，应用说明 3545，“”，介绍了高输出桥，例如使用硅电阻器的桥。”，介绍了高输出桥，例如使用硅电阻器的桥。基本网桥配置基本网桥配置图 1图 1是一个经典的惠斯通电桥，其中电桥输出 Vo 是 Vo+ 和 Vo- 之间的差分电压。当用于传感器时，一个或多个电阻器的值将随着被测属性的强度而变化。这些电阻变化会导致输出电压发生变化。公式 1 显示了输出电压 Vo，它是激励电压和电桥中所有电阻的函数。是一个经典的惠斯通电桥，其中电桥输出 Vo 是 Vo+ 和 Vo- 之间的差分电压。当用于传感器时，一个或多个电阻器的值将随着被测属性的强度而变化。这些电阻变化会导致输出电压发生变化。公式 1 显示了输出电压 Vo，它是激励电压和电桥中所有电阻的函数。图 1. 基本惠斯通电桥示意图。图 1. 基本惠斯通电桥示意图。Vo = Ve(R2/(R1 + R2) - R3/(R3 + R4))Vo = Ve(R2/(R1 + R2) - R3/(R3 + R4))（等式 1）（等式 1）公式 1 并不优雅，但对于大多数常用的桥梁可以简化。当 Vo+ 和 Vo- 等于 Ve 的 1/2 时，电桥输出对电阻变化最敏感。通过对所有四个电阻器使用相同的标称值 R，可以轻松实现此条件。由被测属性引起的电阻变化由 delta R 或 dR 项说明。带有 dR 项的电阻器被称为“有源”电阻器。在以下四种情况下，所有电阻器都具有相同的标称值 R。其中一个、两个或四个电阻器将处于活动状态，或者具有 dR 项。在推导这些方程式时，假定 dR 为正。如果电阻实际上减小了，则使用 -dR。在下面的特殊情况下，所有有源电阻器的 dR 大小都相同。
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