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第4章惠斯登电桥在称重传感器中的应用4.1惠斯登电桥基本原理电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。
用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。
在需要精确测量阻值时，必须用惠斯登电桥，惠斯登电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。
惠斯登电桥的原理如图4-l所示。
标准电阻R0、R1、R2和待测电阻RX连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。
在对角A和C之间接电源E，在对角B和D 之间接检流计G。
因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。
当开关KE和KG 接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作用，好像一座“桥”一样，故称为“电桥”。
适当调节R0、R1和R2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流IG = 0，这时，B、D两点的电势相等。
电桥的这种状态称为平衡状态。
这时A、B之间的电势差等于A、D之间的电势差，B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。
设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2，由欧姆定律得I1 RX = I2 R1I1 R0 = I2 R2两式相除，得102X R R R R =(4-1)(1)式称为电桥的平衡条件。
由(1)式得102X R R R R =(4-2)即待测电阻RX 等于R1 / R2与R0的乘积。
通常将R1 / R2称为比率臂，将R0称为比较臂。
4.2电阻应变式称重传感器电阻应变式称重传感器的基本工作原理是当被测重力作用在其上是，粘附在弹性体上的惠斯登电桥就会产生不平衡输出，改输出信号正比于被测重力，从而可以方便地被显示仪表接受并运算，现实被测重物的质量。
在电阻应变式传感器中惠斯登电桥完成了讲重力信号转变成电压变量的重要功能。
该电压信号可以直接输入数字显示仪表，也可以和其它称重传感器的信号进行并联或串联后输出，实际应用中十分灵活、方便。
4.2.1 结构及组成电阻应变式称重传感器（以下简称传感器）的工作过程可以分为3个相互关联的阶段。
电桥原理的应用特点1. 电桥原理简介电桥是一种基于电阻和电流的测量原理，通常由四个电阻和一个测量元件组成。
应用电桥原理可以测量电阻、电容、电感等物理量，其特点在于其高精度和广泛适用性。
2. 电桥的组成电桥通常由以下四个电阻组成： - 未知电阻（R1）：需要测量的电阻； - 校准电阻（R2）：已知的标准电阻；- 变阻器（R3）：通过调节其阻值实现平衡状态；- 参考电阻（R4）：与变阻器相连，用于提供参考电压。
3. 电桥的工作原理电桥根据平衡条件来测量未知电阻，即通过调节变阻器的阻值，使得电桥所连接的电路达到电平衡状态。
当电桥平衡时，测量电桥中的电流为零，此时根据欧姆定律可以得到未知电阻的数值。
4. 电桥的应用特点4.1 高精度测量电桥测量通过平衡状态来实现最精确的测量结果。
电流为零时，可以得到更加准确的电阻值。
这使得电桥在科学实验室、工业生产等领域中被广泛应用。
4.2 宽泛的适用性电桥原理可以用于测量多种物理量，不仅限于电阻。
电桥可以用于测量电容、电感、温度传感器等物理量，同时还能测量绝缘电阻、介电常数等参数。
因此，电桥在各种领域中都有广泛的应用。
4.3 灵活性和可调节性电桥可根据测量需求进行调节。
通过变阻器和参考电阻的调节，可以实现不同范围内的测量，从而满足特定应用的要求。
此外，电桥还可以通过改变电压源的电压来调整测量范围。
4.4 安全性和稳定性由于电桥测量是基于平衡状态的，其测量过程相较于其他方法更加安全。
同时，电桥还具有较高的稳定性和抗干扰能力，能够在外部环境变化的情况下保持测量的准确性。
4.5 易于操作和理解电桥使用简单，操作方便。
只需调节变阻器使电桥达到平衡状态，即可读取测量结果。
此外，电桥原理相对简单，易于理解和学习，使得电桥成为初学者和专业人士的常用工具。
5. 电桥的应用领域电桥原理在科学研究、工程实验和工业生产中有广泛应用。
一些主要的应用领域包括： - 物理实验室：用于测量电阻、电容、电感等物理量； - 化学实验室：用于测量颜色、浓度等参数； - 生物医学领域：用于测量生物电阻抗、生物电压等生理参数； - 工业自动化：用于控制和监测系统中的电阻、电容等元件。
