SENSOR BENCH · WHEATSTONE BRIDGE

应变片与电桥读数实验

先让金属丝的微小电阻变化发生，再看电桥怎样把它变成有正负的电势差。

小形变线性模型 R₀ = 1000 Ω　k = 2.0　Us = 5.00 V

试件与桥路同步观察

应变片接在左上桥臂 R₁

零载 · ε = 0 με · R₁ = 1000.000 Ω

试件形变为便于观察而放大，计算仍采用小形变线性关系。
惠斯通电桥读数示意 四个桥臂构成菱形，电源接上下端，中点 A 与 B 接电压表；左上桥臂 R1 是应变片。 电压表 0.000 mV A B V_A = 2.500 V V_B = 2.500 V R₁ 应变片 1000.000 Ω R₂1000 Ω R₃1000 Ω R₄1000 Ω +5.00 V 0 V

把读数拆成三步

只保留应变片线性模型与分压关系。这里不讨论仪表放大器和后续工程信号处理。

应变 → 电阻

ΔR/R₀ = kε
R₁ = R₀(1 + kε)

ε = 0 × 10⁻⁶
R₁ = 1000.000 Ω

两侧中点电势

V_A = U_s · R₂/(R₁+R₂)
V_B = U_s · R₄/(R₃+R₄)

V_A = 2.500000 V
V_B = 2.500000 V

按表笔顺序作差

U_AB = V_A − V_B

= 0.000 mV
平衡输出

受拉金属应变片变长、变细，R₁ 增大。
受压金属应变片变短、变粗，R₁ 减小。
平衡与极性四臂相等时输出 0；交换表笔只改变符号。