电桥电路是什么？电桥电路的分类和交流电桥电路的工作原理解析

　  电桥电路

　　电桥电路是由四个二端元件接成四边形形成的电路结构。各边称为电路的桥臂。激励源接到桥臂的一个对角上，另一对接电桥的负载或电桥的输出检测电路。

　  电桥电路的分类

　　电桥分为平衡电桥和不平衡电桥。

　　直流电桥和交流电桥

　　全臂桥（双差动电桥）、半臂桥（差动电桥）和单臂桥

　  电桥电路的平衡　　

        用电桥进行测量前，必须先使电桥电路处于平衡状态，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R 5电阻和 R 6电位器， R6 可分为两部分：

　　

　　R ‘6 = n1R 6

　　R = n 2R 6

　　n1 + n 2 = 1 见（b）

　　将星形连接变为三角形连接，则

　　

　　

　　R 1’与R 2‘是分别并联在R1和R 2上的，只要调节 R’6和R‘’6就可使电桥平衡。

　　3惠斯通电桥　　用欧姆表测量电阻虽然方便，但不够精确，而用伏安法测电阻，电表所引起的误差又难以消除，精确地测量电阻，常用惠斯通电桥。

　　图为惠斯通电桥的电路图，当 B、D 两点的电势相等时，通过检流计的电流强度Ig=0，此时就称电桥平衡（可通过调节滑动触头 D 的位置来实现）。

　　

　　根据串联电路中电阻与电压成正比的原理，可知此时应有R1:R2=Rx:R0

　　一般来讲， R1 和 R2 由同一均匀电阻丝组成，其阻值与长度成正比，待测电阻的计算公式为

　　

　　测出电阻丝长度L1 和L2 之比，再由标准电阻R0的阻值即可确定待测电阻 Rx 的阻值。

　  交流电桥的工作原理

       电路如图1所示。桥体有四个桥臂，分别由交流阻抗元件构成，在电桥的一个对角线ab接交流电源，另一个对角线cd上接交流指零仪。 调节各桥臂参数，当指零仪读数为0时，c、d两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有

　　

　　可见交流阻抗电桥的平衡条件包括两部分：一是相对桥臂阻抗模的乘积必须相等；二是相对桥臂阻抗幅角之和必须相等。因此，交流电桥的平衡调节，要比直流电桥复杂得多。为使电桥达到平衡，需要反复调节桥臂的参数，电桥达到平衡所需反复调节的次数叫做收敛性，收敛性好的电桥能较快取得平衡。电桥的收敛性取决于桥臂阻抗的性质及调节参数的选择，是衡量交流电桥性能的一个重要技术指标，对于收敛性差的电桥，由于比较难达到平衡而不常用。

　　图1 交流电桥的原理电路