简述:具了解,3DB电桥被测量是非常微弱的,必须用专门的电路来测量这种微弱的变化,
最常用的电路就是各种3DB电桥电路,主要有直流和交流电桥电路。
首先,我们来说3DB电桥电路的作用:把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出,
然后提供给放大电路放大后进行测量。
一、直流测量3DB电桥分析
最常用的电阻电桥,有四个电阻组成桥臂,一个对角接电源,另一个作为输出。
1、桥路形式
3DB电桥电桥各臂的电阻分别为R1、R2、R3、R4,U为电桥的直流电源电压。
当四臂电阻R1=R2=R3=R4=R时,称为等臂电桥;
当R1=R2=R,R3=R4=R'≠R时,称为输出对称电桥;
当R1=R4=R,R2= R3=R'≠R时,称为电源对称电桥。
2、 3DB电桥工作方式
单臂工作:电桥中只有一个臂接入被测量,其它三个臂采用固定电阻;
双臂工作:如果电桥两个臂接入被测量,另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥,又称为半桥形式;
全桥方式:如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。
3、 3DB电桥输出方式
3DB电桥的输出方式有电流型和电压型两种,主要根据负载情况而定。
1)3DB电桥电流输出型
当电桥的输出信号较大,输出端又接入电阻值较小的负载如检流计或光线示波器进行测量时,
电桥将以电流形式输出。
应用有源-----端口网络定理, 当Ig =0时,电桥平衡。故电桥平衡条件为
R1R3=R2R4或
当电桥负载电阻Rg等于电桥输出电阻时,即阻抗匹配时,有
这时电桥输出功率{zd0}。
当桥臂R1为与被测量有关的可变电阻,且有电阻增量ΔR时,
略去分母中的ΔR项则对于输出对称电桥, R1=R2=R,R3=R4=R
对于电源对称电桥,R1=R4=R,R2=R3=R'≠R
对于等臂电桥,R1=R2=R3=R4=R
由以上结果可以看出,三种形式的电桥(3DB电桥),当ΔR<<R时,
其输出电流都与应变片的电阻变化率即应变成正比,它们之间呈线性关系。
(2)3DB电桥 电压输出型
当电桥输出端接有放大器时,由于放大器的输入阻抗很高,所以可以认为电桥的负载电阻为无穷大,
这时电桥以电压的形式输出。输出电压即为电桥输出端的开路电压。
设电桥为单臂工作状态,即R1为应变片,其余桥臂均为固定电阻。当R1感受被测量产生电阻增量ΔR1时,
由初始平衡条件R1R3=R2R4得 则电桥由于ΔR1产生不平衡引起的输出电压为
对于输出对称电桥,此时R1=R2=R,R3=R4=R?/SUP>,当R1臂的电阻产生变化ΔR1=ΔR (1-4-8)
对于电源对称电桥,R1=R4=R,R2=R3=R'≠R。当R1臂产生电阻增量ΔR1=ΔR时。
对于等臂电桥R1=R2=R3=R4=R ,当R1的电阻增量ΔR1=ΔR时,由式(1-4-7)可得输出电压为
由上面三种结果可以看出,当桥臂应变片的电阻发生变化时,电桥的输出电压也随着变化。
当ΔR《R时,电桥的输出电压与应变成线性关系。还可以看出在桥臂电阻产生相同变化的情况下,
等臂电桥以及输出对称电桥的输出电压要比电源对称电桥的输出电压大,即它们的灵敏度要高。
因此在使用中多采用等臂电桥或输出对称3DB电桥。
在实际使用中为了进一步提高灵敏度,常采用等臂电桥,四个被测信号接成两个差动对称的全桥工作形 式。
充分利用了双差动作用,它的输出电压为单臂工作时的4倍,所以大大提高了测量的灵敏度。
综合上述,我们可以认识到3DB电桥在电桥测试过程中的种种不同的情况,根据所述我们可以看到3DB电桥的特性,特点!也认识到3DB电桥在使用过程中的作用,但是我觉得这还不够很深入,需要我们不断的认识它的全部工作原理!掌握3DB电桥的全部特性!有关3DB电桥的供应方面信息请看下面,谢谢!在这里可以和大家交流一下的!
总之:3DB电桥在通信测试,微波射频上还是作用很大的!
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