根據激勵電源不同,有直流電橋和交流電橋兩種
1.直流電橋
直流電橋的基本形式,它是由連接成環形的四個橋臂組成的,每個橋留上是一個電阻、在電阻的兩個相對連接點與—接人激勵的直流電源,而在另兩個連接點與上接引出線作為電橋的輸出端,在它的后面可以接后續的直流放大器A等。兩個對角線將相對的兩個頂點連接起來,就好僳在它們之間架起了一座“橋”。沒橋臂的電阻分別為只及和直流電橋電路,它們可以全部或部分是應變計;由于其中一個橋臂(或兩個、三個、四個橋留)的應變電阻受外界物理量的變化而發生微小變化。將引起良流電橋的輸出電壓發生變化,所以,可以由此測量被測的物理量。
用全橋測量還有一個優點即:如果有溫度變化時,由于兩相鄰的應變計具有相同的電阻溫度誤差,所以,它們所產生的附加溫度電壓因相減而抵消,實現了溫度的自動補償。若采用單臂電橋工作,為了補償溫度誤差,往往也需在此工作應變計附近放置另一個相同的應變計,并接入相鄰的工作橋臂中:該片雖然不承受應變,但也和工作應變計一樣感受溫度的變化。由于它們由溫度變化引起的電阻變化相同,所以能通過電橋的和、差特性得到補償。
直流電橋的優點是:①所需要的高穩定度直流電源易于獲得。②倉測量靜態或難靜態物理量時,輸出量是直流量,可用直流電表測量,精度較高:③電橋調節平衡電路簡單,只需對純電阻加以調整即可;④對傳感器及測量電路的連接導線要求低,分布參數影響小。它的缺點是:容易引入工頻干擾;后續電路需要采用直流放大器,容易產生零點漂移,線路也較復雜;不適宜于進行動態測量。因此.需要采用交流電橋作為測量轉換電路。
2.交流電橋
交流電橋采用交流電壓(大多采用正弦波電壓)激勵,它的一般形式如圖3—12所示。其結構形式與直流電橋基本相同。但在具體實現時與直流電路有如下不向點丫是激勵電源,交流電歷掣田怠爍布婚d隅涌謝烹傾奪茄由惋服.申源頻率一般是被測信號頻率的10倍以上;二是交流電橋的橋臂可以是純電阻,也可以是包含有電感、電容的交流阻抗。
交流電橋的平衡條件躺出電壓公式與直流電橋在形式上類似,其推導過程也與直流電橋基本相同,只是直流電橋中的純電阻參數需要由交流阻抗替代,即以復阻抗Zl、Z2、Z3代替Rl、R2,R3和只以復數zJ代替在此就元需重復推導和闡述了。
其物澀感義且文流電橋耍達到平衡、必須滿足電橋的四個鋅中對邊阻抗模的乘積相等,及對邊阻抗角的和相等。由此見,交流電橋的平衡耍比直流電橋的平衍復雜。村電橋作韌始平衡調節時.一般既有電阻預凋平衡,也商電容頂調平衡。
常用交流橋調平衡電路為串聯電阻調平法,為串聯電阻為什聯電阻調平達、和戰通常取相同阻恒;為差動電容調平法為差動電容;為阻容調平法,組成T形電路,可通過對電阻、電容交替調節,使電橋達到平街。
3.幾種實用的直流電橋模塊電路
隨著接成心路技術吶1;斷進步,各種高性能扁精度、高共模抑制比的運算放大器不斷出現,專用的信號處理電路模塊和尚精度的傳感器電源模塊相繼制成。