深度剖析:差压传感电桥测量电路原理

出处:网络时间:2025-06-06
在工业测量与控制领域,差压传感电桥测量电路是一种常见且重要的电路结构,它能够将压力变化转换为电信号,从而实现对压力的测量。下面我们将详细解析包括零点及量程调整电路、反馈电阻网络和差压传感电桥的测量电路。

电路基本构成与工作原理概述


差压传感电桥测量电路主要由恒流源、四个桥臂电阻、零点及量程调整电路以及反馈电阻网络等部分组成。恒流源 IO 用于提供稳定的输出电流,为电桥的正常工作提供必要的能量。四个桥臂电阻分别为 R1S、R3S、R4S 和 R6S,它们构成了电桥的部分。当被测的正压力发生变化时,桥臂电阻的阻值会相应改变,从而导致电桥输出信号 VBr 发生变化。这个 VBr 信号对应于被测压力变化值的电压偏差信号。

压力变化对桥臂电阻及输出信号的影响


当被测的正压力增加时,R1S 和 R6S 的阻值会减小,而 R3S 和 R4S 的阻值会增加。根据电桥的工作原理,这种阻值的变化会使得电桥的输出信号 VBr 负向增加。这是因为电桥的平衡状态被打破,各桥臂上的电压分布发生了改变。例如,在压力增加前,电桥处于平衡状态,VBr 为零;当压力增加后,由于 R1S 和 R6S 阻值减小,它们两端的电压降低,而 R3S 和 R4S 阻值增加,两端电压升高,从而导致 VBr 向负方向变化。

负反馈电阻网络的作用


测量电路中设置了负反馈电阻网络,其主要作用是使 VBr 信号保持非常接近于零。当 VBr 信号发生变化时,负反馈电阻网络会根据 VBr 的变化情况调整电路中的电流或电压,以抵消 VBr 的变化,从而使电桥尽可能恢复到平衡状态。这种反馈机制能够提高测量的精度和稳定性,减少外界干扰对测量结果的影响。例如,当 VBr 负向增加时,负反馈电阻网络会通过调整自身的电阻值,改变电路中的电流分布,使得 VBr 逐渐减小,终趋近于零。

零点及量程调整电路的意义


零点及量程调整电路在差压传感电桥测量电路中也起着重要的作用。零点调整电路用于确保在被测压力为零时,电桥的输出信号 VBr 为零,消除电路中的零点误差。量程调整电路则用于根据实际测量的需要,调整电桥的测量范围,使得电桥能够准确测量不同范围内的压力变化。通过合理调整零点和量程,能够提高测量的准确性和可靠性。

差压传感电桥测量电路的应用


差压传感电桥测量电路在许多领域都有广泛的应用,如工业自动化、航空航天、汽车制造等。在工业自动化中,它可以用于测量管道内的流体压力差,从而实现对流量的控制;在航空航天领域,可用于测量飞机机翼表面的压力差,以监测飞机的飞行状态;在汽车制造中,可用于测量发动机进气歧管和排气歧管的压力差,以优化发动机的性能。

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