测量电桥的接法

    各种应变计和传感器通常需采用某种测量电路接入测量仪表，测量其输出信号。对于电阻应变计或者电阻应变计式传感器，通常采用电桥测量电路，将应变计引起电阻变化转换为电压信号或电流信号。电桥的测量电路由电阻应变计及电阻组成桥臂，电桥的应变计接桥方式分为半桥和全桥。

    在实际测量中，可以利用电桥的基本特性，采用各种电阻应变计在电桥中不同的连接方法达到不同的测量目的：
1．实现温度补偿。
2．从比较复杂的组合应变中测出指定成分而排除其他成分。
3．扩大应变仪的读数，以减少读数误差，提高测量灵敏度。

在实际测量中，常采用的电桥连接方法包括如下几种：
一、全桥接线法
    在测量电桥的四个桥臂上全部连接电阻应变计，称为全桥接线法（全桥线路），如图1-5(a)所示。对于等臂电桥，此时应变仪的应变读数为：
            εr = ε1 - ε2 + ε3 - ε4                 （1－8）

                             （a）全桥线路                   (b)半桥线路

                    图1-5 电桥线路

在实际测量过程中分为以下两种情况：
（一）全桥测量
电桥的四个桥臂上都接工作应变计。
（二）相对两桥臂测量
电桥相对两桥臂接工作应变计，另外相对两桥臂接温度补偿应变计。
二、半桥接线法
若在测量电桥的桥臂AB和BC上接应变计，而另外两桥臂DA和CD接电阻应变仪的内部固定电阻R，则称为半桥接法（或半桥线路），如图1-5(b)所示。由于桥臂DA和CD接固定电阻，不感受应变，因此对于等臂电桥得知应变仪的读数为：
         εr = ε1 - ε2        （1-9）

实际测量时，在AB上接一工作应变计，而在BC上接温度补偿应变计。

三、串连和并联接线法
    在应变测量中，若采用多个应变计时，也可以将应变计串联或并联起来接入测量电路，如图1-6（a）所示为串联半桥接线法，图1-6（b）所示则为并联半桥接线法。若每个应变计的电阻值为R，其增量均为△R，则在图1-6（a）中，R1=nR, △R1=n△R；而在图1-6（b）中，R1=R/n, △R1=△R/n。很容易看出，它们的AB桥臂电阻相对变化量均为△R1/R1=△R/R，这与在桥臂AB上只接单个应变计时的电阻相对变化量完全相同。因此串联和并联接线都不会增加读数应变。但是，串联后使桥臂电阻增大，因此在限定电流时，可以提高供桥电压，相应的便可以增加信号输出。并联后则使桥臂电阻减小，因而输出电流相应提高，这对于直接采用电流表或记录仪器时是比较有利的。

（a）串联半桥电路 (b) 并联半桥电路

图1-6 串连和并联接线法