惠斯通电桥结构中的电阻分析

傅里叶的猫

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         如图，这是一个典型的惠斯通电桥。单桥应变片形变经过差分输入放大器后输出。令我不解的是，电阻R4、R5与电桥串联，起到的是什么作用？特别是那个0欧的R4，我的猜测是R4、R5是高温度系数的电阻，和应变片一同放入测试环境，温度的变化会使电桥的输出变大。但是高温度系数的R4、R5会分得更大的电压，使电桥输出降低，从而动态的调节电桥的灵敏度。欢迎各位老师指正，此外，R6、R7这两个0欧电阻放在差分输入端，实在不太明白这两个电阻的作用。

        此外，应变片的温度变化从-50-200℃，应变片体积巨大只能构成单桥应变桥，有没有好的办法解决温度补偿问题呢？感谢各位老师点阅我的贴子，祝您身体健康

寅子敬

我倒是想请教楼主一个问题，在这里运放没有引入反馈，不会直接进入非线性区吗？

maychang

寅子敬 发表于 2021-3-24 23:24 我倒是想请教楼主一个问题，在这里运放没有引入反馈，不会直接进入非线性区吗？

楼主使用的是仪表放大器，反馈电阻已经做到了芯片内部，外部只需要接一个电阻(首帖图中的Rg)，即可控制该放大器的增益。

maychang

没有查到图中仪表运放芯片的手册。

估计该运放共模输入不能到电源负端，必须将输入信号 “垫起来” 才能够满足共模输入范围。

应变片的电阻相当小，若用120欧电阻与应变片串联，施加2.5V电压，电流可能过大，应变片发热，应变片电阻变化，导致应变测量不准确，所以需要一个电阻限流。该电阻若接在R4位置，则该惠斯登电桥输出不能满足运放输入共模要求，所以限流电阻接到了R5位置。

傅里叶的猫

寅子敬 发表于 2021-3-24 23:24 我倒是想请教楼主一个问题，在这里运放没有引入反馈，不会直接进入非线性区吗？

maychang老师说的对，这是一个仪用放大器。我在TI上找的参考案例，只不过这个芯片不是很常用

傅里叶的猫

maychang 发表于 2021-3-25 08:57 没有查到图中仪表运放芯片的手册。 估计该运放共模输入不能到电源负端，必须将输入信号 “垫起来&r ...

谢谢老师，受教了

寅子敬

感谢maychang和楼主，我找到了INA333的原理图。放上来供大家参考

寅子敬

maychang 发表于 2021-3-25 08:57 没有查到图中仪表运放芯片的手册。 估计该运放共模输入不能到电源负端，必须将输入信号 “垫起来&r ...

不知道是不是这个INA333的TI芯片，这里共模范围是不是可以接到电源负端？

maychang

寅子敬 发表于 2021-3-25 11:04 不知道是不是这个INA333的TI芯片，这里共模范围是不是可以接到电源负端？

那个手册上明明说的是共模最小值 (V-)+0.1V，即比电源负端高0.1V。所以共模范围不能到电源负端。

呜呼哀哉

寅子敬 发表于 2021-3-25 11:04 不知道是不是这个INA333的TI芯片，这里共模范围是不是可以接到电源负端？

不可以，这个INA333适合单电源供电，输入距轨100mV以内，输出不能到0，大于50mV.

maychang

寅子敬 发表于 2021-3-25 11:04 不知道是不是这个INA333的TI芯片，这里共模范围是不是可以接到电源负端？

不过，应变片接成桥式电路，仪表运放的输入信号大致上是惠斯登电桥供电电压之半，不会到电源负端。这种情况下，限流电阻可以接到桥式电路的 “上面”。不知道为什么限流电阻接到桥式电路的 “下面”。

寅子敬

maychang 发表于 2021-3-25 11:43 那个手册上明明说的是共模最小值 (V-)+0.1V，即比电源负端高0.1V。所以共模范围不能到电源负端。

谢谢

寅子敬

maychang 发表于 2021-3-25 11:46 不过，应变片接成桥式电路，仪表运放的输入信号大致上是惠斯登电桥供电电压之半，不会到电源负端。这种情 ...

接上接下改变的是信号的直流偏置，只要共模信号在运放允许的范围内即可对吧

maychang

寅子敬 发表于 2021-3-25 12:05 接上接下改变的是信号的直流偏置，只要共模信号在运放允许的范围内即可对吧

『接上接下改变的是信号的直流偏置，只要共模信号在运放允许的范围内即可对吧』

对的。

Gunner1123

电桥输出是一个差分信号，而差分信号是需要叠加在一个共模信号上的。R4和R5就起到了调节共模信号的作用。楼上有提到，仪表运放对共模输入范围是有要求的，所以可以必须计算R4和R5的值，使得共模信号能够满足仪表运放的要求。否则仪表运放的输出无法正确反映电桥的差分信号。