惠斯通電橋的工作原理，硬件電路分析方法

時(shí)間：2020-10-26 18:04:27

關(guān)鍵字：電橋硬件電路

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[導(dǎo)讀]最近在做PT100的東西，要用到電橋、儀表運(yùn)放之類(lèi)的內(nèi)容，今天介紹下電橋，又叫惠斯通電橋。

最近在做PT100的東西，要用到電橋、儀表運(yùn)放之類(lèi)的內(nèi)容，今天介紹下電橋，又叫惠斯通電橋。

惠斯通電橋是由四個(gè)電阻組成的電橋，這四個(gè)電阻叫做電橋的電橋臂，惠斯通電橋利用電阻的變化來(lái)物理量的變化，是一種精度很高的測(cè)量方式。其電路形式如下圖所示。

通過(guò)歐姆定律可以計(jì)算出每個(gè)電阻兩端的電壓。在R1和R4這個(gè)橋臂上，R1，R4將2.5V電壓分壓，R4電阻兩端得到的電壓即為V2；在R2和R5這個(gè)橋臂上，R2，R5將2.5V電壓分壓，R5電阻兩端得到的電壓即為V1。領(lǐng)V=2.5V，下面分別用歐姆定律計(jì)算V1和V2。

流過(guò)電阻R1和R4的電流I2:

R4兩端的電壓：

流過(guò)電阻R2和R5的電流I1:

R5兩端的電壓：

V1和V2的電壓差：

由此可以看出，如果4個(gè)電阻都相等，即R1=R2=R4=R5，那么ΔV=0。

如果有三個(gè)電阻相等，假設(shè)R1 = R4=R5=2K，R2 =82Ω，那么V2 = 1.25V,V1=2.4V，ΔV = 1.15V。

在實(shí)際使用中，我們通常將其中三個(gè)電阻值固定，而將另外一個(gè)電阻換成熱敏電阻、壓敏電阻、PT100等，這時(shí)候就可以用電橋來(lái)測(cè)物理量了。如果將PT100接入電橋，隨著環(huán)境溫度的變化，PT100的阻值發(fā)生變化導(dǎo)致ΔV發(fā)生變化，將差分電壓ΔV通過(guò)差分運(yùn)放放大后進(jìn)入單片機(jī)的AD采樣，再對(duì)照PT100的電阻-溫度對(duì)應(yīng)表就可以知道當(dāng)前環(huán)境的溫度了。

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