惠斯通电桥的工作原理，硬件电路分析方法

时间：2020-10-26 18:04:27

关键字：电桥硬件电路

[导读]最近在做PT100的东西，要用到电桥、仪表运放之类的内容，今天介绍下电桥，又叫惠斯通电桥。

最近在做PT100的东西，要用到电桥、仪表运放之类的内容，今天介绍下电桥，又叫惠斯通电桥。

惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥，这四个电阻叫做电桥的电桥臂，惠斯通电桥利用电阻的变化来物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。其电路形式如下图所示。

通过欧姆定律可以计算出每个电阻两端的电压。在R1和R4这个桥臂上，R1，R4将2.5V电压分压，R4电阻两端得到的电压即为V2；在R2和R5这个桥臂上，R2，R5将2.5V电压分压，R5电阻两端得到的电压即为V1。领V=2.5V，下面分别用欧姆定律计算V1和V2。

流过电阻R1和R4的电流I2:

R4两端的电压：

流过电阻R2和R5的电流I1:

R5两端的电压：

V1和V2的电压差：

由此可以看出，如果4个电阻都相等，即R1=R2=R4=R5，那么ΔV=0。

如果有三个电阻相等，假设R1 = R4=R5=2K，R2 =82Ω，那么V2 = 1.25V,V1=2.4V，ΔV = 1.15V。

在实际使用中，我们通常将其中三个电阻值固定，而将另外一个电阻换成热敏电阻、压敏电阻、PT100等，这时候就可以用电桥来测物理量了。如果将PT100接入电桥，随着环境温度的变化，PT100的阻值发生变化导致ΔV发生变化，将差分电压ΔV通过差分运放放大后进入单片机的AD采样，再对照PT100的电阻-温度对应表就可以知道当前环境的温度了。

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