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一、什么是电桥
任何导体都具有一定的阻抗,为尽量减小阻抗,同时,将阻抗所带来热量控制在一定的范围之内,最佳的方法就是为电流提供一条有效“通道”以提高导体的效率。工程师所做的就是寻求这样一条电源供应(包括电压和电流)的最佳路径,避免由于高电流所产生的过高温度。这就是电桥
电桥常见的主板产品采用的是4层板设计,电桥所有的VCC和地线走线交错,分布在焊点和元器件周围。对于以前的主板产品,电桥总线速度和元器件数量都较低,影响还不太明显。而对于今天发展到了P133和超过1GHz CPU的时代,这样旧的布线方式已经不能适应实际的需求。于是,现代的主板产品就面临在高速运转的同时降低干扰以保证系统稳定性的新问题。为满足在PCB板上各部分供电的要求,这种电桥设计在为各部分电路供电的同时,可以有效降低由电流通过VCC和地线区引起的干扰,而且,由于额外的电源可以通过电桥传送,这样就可以降低PCB板上VCC和地线电流通过量,电桥解决了由此带来的发热问题。
二、电桥的优点:
1.增强供电的同时,有效解决了发热问题
2.均衡主板的电流分配
3.最佳的PCB布线及元器件排列
当使用64MB AGP显卡这样的大功耗配件时,可调整各PCI接口电压分配,以获得最佳的系统稳定性。
三、怎么使用电桥
1)根据被测量电阻R的大小,选择用单臂或双臂电桥。
2)将电桥放置平稳,先打开检流计锁扣,调整指针在零位。
3)将被测电阻接于电桥相应的接线柱上。使用双臂电桥时,电压线和电流线应分开,且应使电压线连接点比电流线连接点更靠近被测电阻。
4)先按下电源按钮,再按下检流计按钮,观察指针偏转方向。此时反复调整,当指针到零位保持不动时,记录数据。测量完毕的时候要先松开检流计,再断开电源。在测容量大的设备时要先消弧。
5)记录当时的温度,以便换算,与出厂值比较。
四、电桥的用途?
电桥分单臂电桥和双币电桥,主要用于测量各类带有电感特性设备的直流电阻测试,特别适用于大型电力变压器、互感器的直流电阻的测量;测量简单、迅速、操作一目了然。它是一种电阻测量工具。
五、电桥测量基础:
电桥是精密测量电阻或其他模拟量的一种有效的方法。本文介绍了如何实现具有较大信号输出的硅应变计与模数转换器(ADC)的接口,特别是Σ-Δ ADC,当使用硅应变计时,它是一种实现压力变送器的低成本方案。
硅应变计
硅应变计的优点在于高灵敏度,它通过感应由应力引发的硅材料体电阻变化来检测压力。相比于金属箔或粘贴丝式应变计,其输出通常要大一个数量级。这种硅应变计的输出信号较大,可以与较廉价的电子器件配套使用。但是,这些小而脆器件的安装和连线非常困难,因而增加了成本,限制了它们在粘贴式应变计应用中的使用。
不过压力传感器采用了标准的半导体工艺和特殊的蚀刻技术。这种特殊的蚀刻技术可选择性地从晶圆的背面除去一部分硅,从而生成由坚固的硅边框包围的、数以百计的方形薄膜。而在晶圆的正面,每一个小薄膜的每个边上都植入了一个压敏电阻,用金属线把小薄片周边的四个电阻连接起来就形成一个惠斯登电桥。最后,使用钻石锯从晶圆上锯下各个传感器。这时,硅传感器已经初具形态,但还需要配备压力端口和连接引线方可使用。这些小传感器便宜而且相对可靠,但受温度变化影响较大,而且初始偏移和灵敏度的偏差很大。
压力传感器实例
在此给出一个压力传感器的实例,其所涉及的原理适用于任何使用类似电桥的传感器。公式1给出了一个原始的压力传感器的输出模型。其中,VOUT在给定压力P下具有很宽的变化范围,不同传感器在同一温度下,或者同一传感器在不同温度下,其VOUT都有所不同。因此要提供一个一致的、有意义的输出,每个传感器都必须进行校正,以补偿器件之间的差异和温度漂移。长期以来,校准都是通过模拟电路进行的。然而,现代电子学的进展使得数字校准比模拟校准更具成本效益,而且其准确性也更好。此外,利用一些模拟技术“窍门”,可以在不牺牲精度的前提下简化数字校准。
VOUT=VB(PS0(1+S1(T-T0))+U0+U1(T-T0))
式中,VOUT为电桥输出,VB是电桥的激励电压,P是外加压力,T0是参考温度,S0是T0温度下的灵敏度,S1是灵敏度的温度系数(TCS),U0是在无压力情况下电桥在温度T0时的输出偏移量(或失衡),而U1则是偏移量的温度系数(OTC)。公式(1)使用一次多项公式来对传感器进行建模,而有些应用场合可能会用到高次多项公式、分段线性技术或者分段二次逼近模型,并为其中的系数建立一个查寻表。无论使用哪种模型,数字校准时都要对VOUT、VB和T进行数字化,同时要采用某种方公式来确定全部系数并进行必要的计算。公式(2)由公式(1)变化所得,从中可清楚地看到,通过数字计算(通常由微控制器(MCU)执行)而输出精确压力值所需的信息。



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