惠斯通桥计算器
该计算器可用于设计惠英石电桥或解释惠英石电桥内传感器的输出。如图 1 所示,惠英石电桥是由两组并联串联电阻组成的简单电路。
图 1. 惠英石电桥电路
惠英石电桥配置允许对未知电阻进行高精度测量。
平衡惠英石电桥电路
这种类型的电路在以下情况下是平衡的:
为了实现这种平衡,电路中的电阻比必须平衡:
即使电阻 (R x) 的微小变化 x也会导致电桥变得不平衡。这些变化导致 V 输出处的电压为非零 out,极性指示 R x 是小于还是大于平衡值。 上利用差分放大器 在V 输出 端子 提取差分信号 ,同时抑制 共模噪声 ,可以精确检测非常小的变化。
该计算器要么求解 out上图中给定的 R x 电阻,要么求解 的 R x 给定 V 输出 电阻。
惠英石桥方程 - 使用 KVL 和 KCL
为了求解输出电压 V out out,给定 R x 电阻,我们使用 基尔霍夫电压定律 (KVL) 和 基尔霍夫电流定律 (KCL) 得出以下方程:
其中:
- V out = 惠英石电桥两端的差分电压,单位为伏特
- V in = 惠英石电桥的输入电压,单位为伏特
- R n = 电阻值,以欧姆表示
同样,为了 的 R x 求解给定输出电压 V out ,我们将使用 KVL 和 KCL 得出以下方程: