CN207964925U - 一种电桥平衡电路 - Google Patents

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王征
王平
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Abstract

本实用新型提出了一种电桥平衡电路，涉及电桥平衡技术领域。所述电桥平衡电路主要包括惠斯通电桥电路、差分放大电路、采样电路和单片机。惠斯通电桥电路由电阻与数字电位器组成；差分放大电路用于线性放大模拟信号；采样电路用于将模拟信号转为数字信号；单片机用于根据信号变化自动控制数字电位器阻值，保持电桥平衡。本实用新型通过实时检测惠斯通电桥电路输出信号的变化，采用单片机控制数字电位器的电阻变化使电桥电路保持平衡。

Description

一种电桥平衡电路
技术领域
本实用新型涉及电桥平衡技术领域，具体是一种电桥平衡电路。
背景技术
惠斯通电桥电路是一种精确测量因电阻变化导致信号输出变化的电路。由于该电路具有较高的准确性和灵敏度，被广泛应用于测量压力、温度等电路中。但在实际应用中，由于受温度影响，组桥电阻随温度变化不一致导致电桥经常处于失衡状态，失衡过大可能会导致信号超出测量范围造成测量失败。传统的电桥平衡电路采用手动式电位器或者串联并联电阻的方式，此种做法效率低下且不易实现电桥的精确控制。因此设计一种可自动控制电桥平衡的电路极具应用价值。
实用新型内容
基于上述问题，本实用新型提供了一种电桥平衡电路，该电路旨在实现电桥平衡的自动控制、精确控制。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种电桥平衡电路，其特征在于，包括：惠斯通电桥电路，差分放大电路，采样电路，单片机；
所述惠斯通电桥电路由电阻与数字电位器组成；
所述差分放大电路用于线性放大模拟信号；
所述采样电路用于将模拟信号转为数字信号；
所述单片机用于根据信号变化自动控制数字电位器阻值，保持电桥平衡。
进一步地，所述电桥平衡电路，其特征在于，所述数字电位器两固定端分别作为电桥电路的两相对桥臂，数字电位器的滑动端与电位器的一端连接。
进一步地，所述电桥平衡电路，其特征在于，所述应变片为电阻式应变片、半导体应变片或铂电阻。
进一步地，所述电桥平衡电路，其特征在于，所述差分放大电路包括信号的滤波和放大；
进一步地，所述电桥平衡电路，其特征在于，所述采样电路为模数转换电路。
进一步地，所述电桥平衡电路，其特征在于，所述模数转换电路输入电压范围为[-10，+10]伏。
上述电桥平衡电路，实现了电桥信号的采集、电桥平衡的自动控制以及电桥的精确控制。
附图说明
图1是本实用新型电路结构框图；
图2是本实用新型延伸应用电路结构框图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步地详细说明。
图1是本实用新型电路结构框图，包括：惠斯通电桥电路，差分放大电路，采样电路，单片机；
所述惠斯通电桥电路由电阻与数字电位器组成；
所述差分放大电路用于线性放大模拟信号；
所述采样电路用于将模拟信号转为数字信号；
所述单片机用于根据信号变化自动控制数字电位器阻值，保持电桥平衡。
具体实施时，所述的惠斯通电桥电路由2个电阻和2个数字电位器组成。
进一步地，所述数字电位器两固定端分别作为电桥电路的两相对桥臂，数字电位器的滑动端与电位器的一端连接。
进一步地，所述电阻为电阻式应变片、半导体应变片或铂电阻。
进一步地，所述差分放大电路包括信号的滤波和放大。
进一步地，所述采样电路为模数转换电路。
进一步地，所述模数转换电路输入电压范围为[-10，+10]伏。
具体实施时，所述惠斯通电桥电路的输出信号连接至差分放大电路的输入，信号经差分放大电路放大后输出至采样电路，采样电路将信号转换为数字信号，数字信号被单片机读取，单片机通过判断信号的变化控制数字电位器阻值变化，直至电桥平衡。
图2是本实用新型延伸应用电路结构框图，包括：惠斯通电桥电路，差分放大电路，采样电路，单片机；
所述惠斯通电桥电路由电阻与数字电位器组成；
所述差分放大电路用于线性放大模拟信号；
所述采样电路用于将模拟信号转为数字信号；
所述单片机用于根据信号变化自动控制数字电位器阻值，保持电桥平衡。
具体实施时，所述的惠斯通电桥电路由3个电阻和1个数字电位器组成。
进一步地，所述数字电位器作为电桥电路的单桥臂。
进一步地，所述电阻为电阻式应变片、半导体应变片或铂电阻等。
进一步地，所述差分放大电路包括信号的滤波和放大。
进一步地，所述采样电路为模数转换电路。
进一步地，所述模数转换电路输入电压范围为[-10，+10]伏。
具体实施时，所述惠斯通电桥电路的输出信号连接至差分放大电路的输入，信号经差分放大电路放大后输出至采样电路，采样电路将信号转换为数字信号，数字信号被单片机读取，单片机通过判断信号的变化控制数字电位器阻值变化，直至电桥平衡。
以上所述是本实用新型的两种实施例和说明，有关技术人员在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴。

Claims (6)

1.一种电桥平衡电路，其特征在于，包括：惠斯通电桥电路，差分放大电路，采样电路，单片机；所述惠斯通电桥电路由电阻与数字电位器组成；所述差分放大电路用于线性放大模拟信号；所述采样电路用于将模拟信号转换为数字信号；所述单片机用于根据信号变化自动控制数字电位器阻值，保持电桥平衡；惠斯通电桥电阻变化产生的电压差，通过差分放大电路之后，单片机通过采样电路测量出放大后的电压值，通过调节桥臂上电位器的阻值，使惠斯通电桥达到平衡，从而形成一个闭环的反馈控制电路。
2.如权利要求1所述的一种电桥平衡电路，其特征在于，所述数字电位器两固定端分别作为电桥电路的两相对桥臂，数字电位器的滑动端与电位器的一端连接。
3.如权利要求1所述的一种电桥平衡电路，其特征在于，所述电阻为电阻式应变片、半导体应变片或铂电阻。
4.如权利要求1所述的一种电桥平衡电路，其特征在于，所述差分放大电路包括信号的滤波和放大。
5.如权利要求1所述的一种电桥平衡电路，其特征在于，所述采样电路为模数转换电路。
6.如权利要求5所述的一种电桥平衡电路，其特征在于，所述模数转换电路输入电压范围为[-10，+10]伏。
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