交流电桥及其平衡条件

1）交流电桥平衡条件

由前述内容知道，应变电桥输出电压很小，一般都要加放大器。交流电桥的结构与工作原理和直流电桥基本相同，不同的是交流电桥的输入、输出为交流信号。由于交流电桥的供桥电源为交流电源，引线分布电容（忽略引线电感）使得桥臂的四只应变计均呈现复阻抗特性，即相当于四只应变计各并联了一只电容。

一般情况下，与直流电桥类似，交流电桥的输出电压（电流）与桥臂阻抗相对变化ΔZi/Zi成正比，桥路平衡条件为

2）交流电桥的调平方法

利用交流电桥测量应变时，由于引线产生的分布电容的容抗、供桥电源U的频率及被测应变计的性能差异，将严重影响着交流电桥的初始平衡条件和输出特性，因此，为保证电桥在测量之前满足初始输出为零的平衡条件，必须在电桥未受载、无应变的初始条件下，进行电桥的调平，也称为预调平衡。

桥臂阻抗包括电阻和电容等参数，因此交流电桥的平衡应包含着电阻和电容两个平衡条件，交流电桥的调平方法也就有电阻调整和电容调整两种。

（1）电阻调平法

①串联电阻法。图2.30所示为串联电阻调平法示意图，R5为多圈电位器，调节R5即可改变桥臂AD和CD的阻值比。

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图2.30　串联电阻调平法

②并联电阻法。图2.31所示为并联电阻调平法示意图，通过调节电阻R5可改变桥臂AD和CD的阻值比，使电桥满足平衡条件。电阻R6决定可调范围，R6越小，可调范围越大，但测量误差也越大。因此，在保证测量精度的前提下，将R6取得小些。电阻应变仪多采用这种并联电阻法进行电阻调平，多圈电位器R5对应于应变仪面板上的“电阻平衡”旋钮。

图2.31　并联电阻调平法

（2）电容调平法

①差动电容法。图2.32所示是差动电容调平法示意图，C3和C4为同轴差动电容，调节C3和C4时，两电容变化大小相等，极性相反，以此调整电容平衡，使桥路平衡。

图2.32　差动电容调平法

②阻容调平法。图2.33所示是阻容调平法示意图，通过接入T形RC阻容电路，起到电容预调平的作用。对于电阻应变仪，同时具有电阻、电容调平装置进行阻抗调平，在调平过程中，两者应不断交替调整，才能取得理想的平衡结果。

图2.33　阻容调平法