知識分享 | 惠斯通電橋的基本原理和理論
通過與已知電阻比較來確定電阻絕對值
測定電阻的相對變化
后一種方法用于應變技術。它可以測定應變片電阻的相對變化，通常精度可達 10 -4到10 -2Ω/Ω。
下面的圖片顯示了惠斯通電橋的兩種不同的電氣連接圖，但實質上是完全相同的：圖a)顯示了通常使用惠斯登電橋的菱形連接，圖b)是相同電路，這對于未經過電氣訓練的人來說，將更清楚。
惠斯通電橋的四個橋臂或分支由電阻R1至R4組成。橋的角點2和3為橋路激勵電壓Vs;角點1和4為電橋輸出電壓V0 - 即測量信號。
注意：對橋路組件和連接沒有普遍接受的規則。在現有的文獻中，有各種各樣的名稱，并反映在橋路方程中。因此，為了避免誤解，必須考慮方程中使用的名稱以及它們在橋路中的位置。
如果供電電壓 Vs 被施加到電橋角點2和3，那么供電電壓被 R1, R2 和 R4, R3 分成兩個半橋，即每個半橋形成一個分壓器。由于 R1, R2 和 R3, R4 的電阻電壓不同，電橋可能不平衡。 計算如下：
對于應變測量，電阻 R1 和 R2 在惠斯登電橋中必須相等。這同樣適用于 R3 和 R4。
通過一些假設和簡化，可以確定以下等式（在HBM 參考書“使用應變片進行測量的介紹”中給出了進一步的解釋）：
方程式假設橋臂中的所有電阻都改變了。例如，這種情況通常發生在傳感器測試應用中。在實驗應力測試中，這種情況幾乎不存在，因為通常只有一部分橋臂采用應變片，其余部分由橋接電阻組成。一般稱為四分之一橋，半橋，雙四分之一或斜橋和全橋。
根據不同測量任務，測量點上會使用一個或多個應變片。例如全橋、半橋或四分之一橋等表示，實際上它們是不正確的。事實上，測量電路總是完整的，由應變片或含有應變片的試樣以及固定電阻來組成；傳感器通常要比實驗應力測試有更嚴格的精度要求。一般來說，傳感器在所有四個橋臂上都采用應變片（全橋電路）。
如果需要消除各種干擾，應采用全橋或半橋電路進行應力分析。非常重要的是，不同應力狀況是有明顯區別的，例如壓向或拉向，以及彎曲、剪切或扭轉應力等。
下表顯示了應變片的幾何位置、橋路類型和橋路系數B對額定力、彎矩、扭矩和溫度的依賴性。每個例子中小表描述的是每種影響量指定的橋路系數B。該方程用于計算輸出信號V0/VS的有效應變。
注意：假設圓柱軸用于扭矩測量，如13, 14和15。由于對稱性的原因，允許在x和y方向彎曲。同樣也適用于矩形或矩形截面的桿件。
符號解釋：
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