电桥

采用桥式电路的电测量仪器。最简单的电桥(见图)包括由 4条支路(又称桥臂)形成的闭封回路(即桥体)和辅助设备。

图

后者主要有电源和检测仪表。各支路由电参数元件组成,它们的4个连接点A、B、C、D称做顶点。电源接在两个相对顶点间,检测仪表接在另两个相对顶点间。桥式测量电路于1833年首先由S.H.克里斯蒂发明。当时电桥一词系指连接两个相对顶点的支路,特别是图中的检测仪表支路,如同在相对顶点间架设的一座小桥。后来,电桥这一名词被用来泛指整个线路。复杂的电桥还包括更多数量的桥臂。

电桥有两种工作方式。

(1)平衡方式:检测仪表支路两端的电位差为零,且该支路中的电流为零。因而检测仪表又称指零仪表。如以被测元件为一个桥臂,而其他各臂由标准元件组成,则当电路平衡时,可读出或计算出被测参数的量值。工作在平衡方式的电桥,其特点之一是测量结果不受电源电压高低和变化的影响。这种工作方式多用于对测量准确度要求较高的情况。

(2)不平衡方式:检测仪表支路两端的电位差不为零,该支路中有电流通过。检测仪表的指示数是被测参数变化的函数。这种工作方式多用于非电量的电测量生产过程的检测中。

电桥主要用于测量电路元件(如直流电阻、交流电感、电容、电阻等)的量值、变化量,也用于测量转换为电参数的非电量。最早出现的电桥是测电阻用的直流电桥,其中最负盛名的是惠斯通电桥。随后,为测交流元件的参数等,发展出种类繁多、用途各异的经典交流电桥。到20世纪50年代前后,这些电桥的大多数被淘汰,随之出现了一些新型电桥,例如高准确度的感应耦合比例臂电桥,它是由计算电容器的需要而不断发展和完善起来的。50年代以后,半导体技术和微计算机的迅速发展,电子器件和数字技术被大量引入测量仪表领域,又出现了有源电桥、数字电桥和智能化电桥等。

参考文章