应变电桥的原理图如图 1 所示,它是以应变 片或电阻元件作为电桥桥臂。在室温下不承受应力时,一般选择 R1=R2=R3=R4。在组成 应变电桥时可取 R1 为应变片、R1 和 R2 为应变片或 R1 ~ R4 均为应变片等几种形式。U I 为直 流稳压电源,UO 为电桥的输出电压。 必须注意,工作片和温度补偿片的电阻值、灵敏系数以及电阻温度系数应相同,分别粘 贴在构件上和不受力的试件上,以保证它们因温度变化所引起的应变片电阻值的变化相同。 R1 + R2 工工工 R + RX UO _ R4 R3 UO _ R R UI 图 1 电桥原理 UI 图 2 半桥单臂温度补偿接法 应变片在电桥中的接法常有以下三种形式: (1)半桥单臂接法 如图 2 所示, R1、R3、R4 为纯电阻,R2 为应变片 R1 ? R3 ? R4 ? R R2 ? R ? ?RT ? ?R? UO ? R ? ?RT ? ?R? 2R ? ?RT ? ?R? UI ? 1 2 U I ? (?RT ? ?R? ) 2(2R ? ?RT ? ?R? ) UI 由于 ?RT R, ?R? R 故上式可简化为 UO ? (?RT ? ?R? 4R ) UI 此时存在由于温度变化而引人的误差 (2)半桥双臂接法 将两个完全相同的工作应变片贴在弹性元件的不同部位,使得 在外力作用下,其中一片受压,一片受拉,一个作为工作应变片,另一个作为补偿应变片, 然后把这两片接在电桥的相邻桥臂里,另两个桥臂接固定电阻,如图 3 所示。 R3 ? R4 ? R RX 2 ? R ? ?RT ? ?R? RX1 ? R ? ?RT ? ?R? UO ? R ? ?RT ? ?R? 2R ? 2?RT UI ? 1 2UI ? ?R? 2(R ? ?RT ) UI 由于 ?RT R 故上式可简化为 UO ? ?R? 2R UI 此时已不存在由于温度变化而引人的误差,同时灵敏度提高了 1 倍。 工工工 RX1 工工工 + RX2 UO _ R R UI 图 3 半桥双臂接法