惠斯通电桥的工作原理,硬件电路分析方法

最近,我正在研究PT100,并且需要使用电桥,仪表运算放大器等。

今天,我将介绍电桥,也称为惠斯通电桥。

惠斯通电桥是由四个电阻组成的桥。

这四个电阻器称为电桥的电桥臂。

惠斯通电桥利用电阻的变化来改变物理量,这是一种高度精确的测量方法。

电路形式如下图所示。

可以通过欧姆定律来计算每个电阻器两端的电压。

在R1和R4的桥臂上,R1和R4分压2.5V的电压,电阻R4两端的电压为V2;在R2和R5的桥臂上,R2和R5分压2.5V,R5电阻两端的电压为V1。

在V = 2.5V时,使用欧姆定律分别计算V1和V2。

流经电阻R1和R4的电流I2:R4两端的电压:流经电阻R2和R5的电流I1:R5两端的电压:V1和V2之间的电压差:可以看出,如果这4个电阻等于,即R1 = R2 = R4 = R5,则ΔV= 0。

如果三个电阻相等,则假设R1 = R4 = R5 = 2K,R2 =82Ω,则V2 = 1.25V,V1 = 2.4V,ΔV= 1.15V。

在实际使用中,我们通常会固定三个电阻的值,并用热敏电阻,压敏电阻,PT100等替换另一个电阻。

这时,电桥可用于测量物理量。

如果将PT100连接到电桥,则随着环境温度的变化,PT100的电阻也会发生变化,而ΔV也会发生变化。

差分电压ΔV由差分运算放大器放大,然后进入单片机的AD采样,然后比较PT100的电阻-温度对应关系。

该表可以知道当前环境的温度。

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