当前位置：文档之家 › 在系统可编程模拟电路构成的测量电桥

在系统可编程模拟电路构成的测量电桥

  • 格式：pdf
  • 大小：99.46 KB
  • 文档页数：3

全桥差动电桥
� � � � � 0 = 1 2 = � 如果 在差动电桥中正确连接传感器和补偿器 件，可有效地补偿非线性误差和温度等诸如此类环 境因素产生的影响，提高测量精度。
4
图2 典型的电桥电路
测量放大 器电路
采用 A 10 和各种电桥连接的电路的原理
图如图 5 所示。在电路设计中主要考虑以下 3 点： 输入，3 、4 端接 5 � 直流电源，第一桥臂接电阻 � � （ 1 ）输入接口。注意直流电桥在 0 = 1 - 2 = 0 时，仍有 2 的共模电压，因此将电桥工作电 型传感器 1 （力敏、压敏、光敏、热敏等） ，其他 � 压设置为 5 ，使共模电压约为 2 .5 ，电桥差动 三臂为固定电阻，构成一个不平衡直流电桥。电桥 � � � � 输出便可直接与 A 10 差动输入方式匹配。 的初始平衡条件为： 1 4 = 2 3 。当 1 受到外界 因素 � � 作用时，其电阻值产生 � 1 = 的变 1� （ 2 ）电路增益。为了使测量电路能配合多种传 感器，考虑到各种传感器的灵敏度，需要将放大电 化，电桥处于不平衡状态，其输出电压为： � � � � � 路增益设计为多段调节。利用一片 A 10 可以非 3 4 = = ( 0 14 2 4 � � � � 常方便地实现 2 0 B、40 B、60 B、80 B 四段调 1 - � 1 + 3 2 + 4 � � � 节，使 0 从 0.5 500 都能达到满幅输出。 � 1 2 � � � � � � （ 3 ）抗干扰。在 A 10 在线编程中，将 （1 + ） � 1 � � � � � � � 设为最 大值， 四个 A B 构 成 3 B 带宽 为 5 式中，由电桥的初始平衡条件，设 = =
ZH O U H （S U
N
， YU M
C 610 0 41 ）
� � � � � � � � � � � � � � � � � � ： � � S� � � � � � � P A C-D ， � � � � � � � � � � . � T� � � � � � � � � � � � � � ： ； � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 10 4 B ； � � � . T W B . ： P A C； ； ； 用放大器和一个输出放大器所组成，配以电阻、电 容构成差分输入、输出的基本单元电路，如图 1 所 P AC 10 的好处在 于：十分容 示。电路的输入阻抗为 1 0 0 0 M �，共模抑制比为
� � 误差的补 � � � � � � � 偿、系统的校 准、增益的调节 带来了方 布线池 （A R P ） 实现互联，以便实 现
2
P A C 概述
P AC 10 器件 的结 构由 4量电桥
根据所用电源的不同，电桥可分为直流电桥和
模拟布线池、配置存储器、参考电压、自动校正单 � � � 交流电桥。当 四个 桥臂 都为 纯电 阻时，由 于 元和 接口所组成。器件用 5 V 单电源供电，基 P AC 10 具有相当高的 输入电阻和共 模抑制比，采 本单元电路称为 P A C 块 （P A C ） ，它由两个仪 用由一片 P AC 10 即可构 成高精度的 测量电桥。
� � � � � � � � � � � � � � � � � E S & T
20 0 6 年 6 月 第3 期
在 系 统 可 编 程 模 拟 电 路 构 成 的 测 量 电 桥
* * 周红鸥 ，余明生
*
（西南民族大学 摘要：在 P A C- D
成都 610 0 41 ）
软件的支持下，在系统可编程模拟器件可非常方便地构成高输入电
2 1 4 3 2
图中，桥的两端 （ 1 、2 端） 接
A 10 的差动
，且 � =
3
1 4
1
)1 。在
一定的 前提下，若 � 4
1
=
的低通，对高频干扰有较好的抑制作用。
=
，电桥具有最高的灵敏度。此时：
0
(
1 1
由上式看出，不平衡电桥灵敏度较低，输出电压是 � 的 1 4，并且由于 电桥特性 的非线性，当 测量精度要求较高时，必须提高电桥灵敏度、消除 非线性误差。常用的方法是采用半桥差动和全桥差 动电桥，如图 3 、图 4 所示。 考虑到电桥平衡条件
1
引
言
在电路中采用
易达到测量放大器所要求的高输入电阻；精确地实 � � 69 B，增益调整范围为 - 20 + 20 B。 P AC 块中 现设计的增益；特别是在系统可编程 （I - S 电路的增益和特性都可以用编程的方法来改变，采 P ） 技术，在电路焊接完成后，设计者 � 用模块串联的方法，器件可配置成 0 160 0 0 0 倍 （ 10 4 B） 的各种增益。输出放大器中的电容 � � 有 128 种值可供程控选择。反馈电阻 � � 可以由软 件 控制断开或连通。器件中的基本单元可以通过模拟 各种电路的组合。 仍可使用开发软件在计算机 中设计、修 改模拟电 路，进行电路特性仿真，最后通过编程电缆将设计 方案下载至芯片中。当传感器特性改变时，对系统 便，特别适合于电路的研制以及实验中采用。
阻，增益在 10 4 B 范围内可精确设定、任意调整，而且带宽也能进行设计的放大器。为测量电 桥的设计和制作带来了极大的便利。 关键词： P A C 器件；电桥；增益； 带宽 中图分类号：TP 319 ；TN710 9 文献标识码：B 文章编号：1672 - 4550 （20 0 6） 03 - 00 20 - 0 3
1 1 4
=
2
3
；对称情况
=
2
2
� � = � � = 4 = 以及敏感电阻变化特征 � 1 = 图5 A 10 和电桥连接的原理图 3�
* **
［ 收稿日期］20 0 6 - 0 3 - 12 ［ 作者简介］ 周红鸥 （ 1957 - ） ， 女，实验师，双专科，主要研究 向：通信、电子实验教学。
— 20 —
2 006 年 6 月 第3 期
实
验
科
学
与
技
术
图1
差分输入、输出的基本 单元电路
图3
半桥差动电桥
图4
全桥差动电桥
典型的电桥电路如图 2 所示。

合集下载

测控电路课后习题答案(全)

测控电路课后习题答案(全)

计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集 成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案�而这依赖于光刻的精确 重复定位�依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行�都需要靠精 密测量与控制保证它们轨道的准确性。
一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器�对点火时间、燃油喷射、空
积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-6 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响�试述模拟式测量电路与 增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同�输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式
信号与数字式信号。随着输入信号的不同�测量电路的组成也不同。 图 X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路�如
应用于要求共模抑制比大于 100dB 的场合�例如人体心电测量。
2-8 图 2-8b 所示电路�N1、N2 为理想运算放大器�R4=R2=R1=R3=R�试求其闭环电压放大倍 数。 由图 2-8b 和题设可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2
电桥�传感器的输出已是电量�电压或电流�。根据被测量的不同�可进行相应
的量程切换。传感器的输出一般较小�常需要放大。图中所示各个组成部分不 一定都需要。例如�对于输出非调制信号的传感器�就无需用振荡器向它供电� 也不用解调器。在采用信号调制的场合�信号调制与解调用同一振荡器输出的 信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路�常为滤波器��将信号与噪声 分离�将不同成分的信号分离�取出所需信号。有的被测参数比较复杂�或者 为了控制目的�还需要进行运算。对于典型的模拟式电路�无需模数转换电路 和计算机�而直接通过显示执行机构输出�因此图中将模数转换电路和计算机 画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号�这时需要模数转 换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下�采用 计算机。
数字电桥原理

数字电桥原理

数字电桥原理数字电桥是一种用于测量电阻、电感和电容的电路，它利用电桥平衡的原理来进行测量。

数字电桥通常由四个电阻组成，分别为R1、R2、R3和R4，其中R3为可变电阻。

当电桥平衡时，电桥中的电流为零，此时满足以下条件，R1/R2 = R3/R4。

数字电桥的原理基于维也纳电桥，它通过比较未知电阻与已知电阻之间的电压差来测量未知电阻的值。

数字电桥通过改变R3的阻值，使电桥平衡，然后测量R3的阻值来计算未知电阻的值。

数字电桥的工作原理可以用简单的电路图来表示。

在电桥中，电源通过R1和R2分成两路，一路接地，一路接入未知电阻。

另一路电源通过R3和R4也分成两路，一路接地，一路接入未知电阻。

当电桥平衡时，两路电流相等，电桥中的电流为零，此时满足R1/R2 = R3/R4。

数字电桥的平衡条件可以用数学公式表示为，R1/R2 = R3/R4。

根据这个公式，我们可以通过改变R3的阻值来使电桥平衡，然后测量R3的阻值来计算未知电阻的值。

这就是数字电桥用于测量电阻的基本原理。

除了用于测量电阻，数字电桥还可以用于测量电感和电容。

当数字电桥用于测量电感时，R3和R4分别为未知电感和已知电感，当电桥平衡时，可以通过测量R3的阻值来计算未知电感的值。

同样地，当数字电桥用于测量电容时，R3和R4分别为未知电容和已知电容，通过测量R3的阻值来计算未知电容的值。

总之，数字电桥是一种非常常用的电路，它通过电桥平衡的原理来测量未知电阻、电感和电容的值。

通过改变电桥中的已知元件的数值，使得电桥平衡，然后测量未知元件的数值，从而实现测量的目的。

数字电桥的原理简单而又实用，是电路测量中的重要工具之一。

电桥原理与使用

电桥原理与使用

电桥原理与使用电桥是一种用来测量电阻、电感和电容的仪器，它利用电流平衡原理来确定未知电阻值。

电桥广泛应用于科研实验室、工程技术领域以及教学实验中。

本文将介绍电桥的原理和使用方法，帮助读者更好地理解和掌握电桥的知识。

电桥原理。

电桥的基本原理是利用电流平衡条件，即在电桥平衡时，电桥两侧的电势差为零。

当电桥平衡时，可以根据电桥电路中各分支电阻的比例关系来计算未知电阻的数值。

电桥的平衡条件可以用下面的公式表示：R1/R2 = R3/R4。

其中，R1和R2是已知电阻，R3是未知电阻，R4是可变电阻。

通过调节可变电阻R4的阻值，使得电桥平衡，然后根据R1、R2和R4的数值，可以计算出未知电阻R3的数值。

电桥的使用。

电桥主要用于测量电阻、电感和电容。

在实际使用中，我们首先需要连接电桥电路，然后通过调节可变电阻R4，使得电桥平衡。

在调节过程中，可以通过连接示数仪或者示波器来监测电桥两侧的电势差，当电势差为零时，即可认为电桥平衡。

此时，我们可以根据已知电阻R1、R2和可变电阻R4的数值来计算未知电阻R3的数值。

除了测量电阻外，电桥还可以用于测量电感和电容。

在测量电感时，我们可以将未知电感与已知电感构成电桥电路，通过调节可变电阻R4来实现电桥平衡，然后根据已知电感和可变电阻的数值来计算未知电感的数值。

在测量电容时，同样可以利用电桥的平衡条件来测量未知电容的数值。

总结。

电桥作为一种重要的电工仪器，在科研实验和工程技术中有着广泛的应用。

通过本文的介绍，相信读者对电桥的原理和使用方法有了更清晰的认识。

掌握电桥的原理和使用方法，可以帮助我们更好地进行电阻、电感和电容的测量，为科研和工程实践提供有力的支持。

希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。

简析电阻应变式传感器电桥测量电路

简析电阻应变式传感器电桥测量电路

电阻应变式传感器是一种常用的测量物体受力或变形情况的传感器，通过测量物体的应变来获取所需的物理量。

而电桥测量电路则是用来测量电阻变化的一种常见电路，结合两者可以实现对物体受力或变形情况的准确测量。

一、电阻应变式传感器的基本原理和特点电阻应变式传感器是一种将物理量（如力、压力等）转化为电信号的传感器。

它的基本原理是通过应变片（或称为应变贴片）来感知物体的受力或变形情况，进而将其转化为电阻值的变化。

当物体受到外力作用时，应变片会产生应变，从而导致其电阻值发生变化，通过测量电阻的变化可以间接得到受力或变形的大小。

电阻应变式传感器的特点包括灵敏度高、响应速度快、结构简单、成本低廉等，因此在工业控制和自动化领域得到了广泛的应用。

二、电桥测量电路的基本原理和特点电桥测量电路是一种常见的用于测量电阻变化的电路，它利用电桥平衡原理来测量电阻的变化。

电桥由四个电阻组成，当电桥中的电阻发生变化时，会导致电桥的电平发生变化，通过测量这种变化可以得到电阻的大小。

电桥测量电路的特点包括精度高、稳定性好、适用范围广等，因此被广泛应用于各种电阻测量场合。

三、电阻应变式传感器与电桥测量电路的结合将电阻应变式传感器与电桥测量电路结合起来，可以实现对物体受力或变形情况的准确测量。

具体而言，可以通过将电阻应变式传感器的应变片接入电桥测量电路中来实现对电阻变化的测量，从而间接得到物体受力或变形的大小。

结合两者的特点，可以实现对物体受力或变形情况的高精度、高稳定性测量，适用于各种工业控制和自动化领域。

四、电阻应变式传感器电桥测量电路的优化和应用在实际应用中，为了提高测量的精度和稳定性，可以对电阻应变式传感器电桥测量电路进行优化。

可以根据具体的应用场景选择合适的电阻应变式传感器和电桥测量电路，进行匹配和调试，以实现最佳的测量效果。

电阻应变式传感器电桥测量电路在工业控制和自动化领域有着广泛的应用，例如在机械设备的负载检测、结构件的变形监测、地质勘探等领域都有着重要的作用。