为什么交流桥只调四个电阻比可能还不平衡?
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交流电桥用复阻抗描述电阻与引线寄生电容,调平需满足电阻比和时间常数条件;小寄生效应下差动输出近似直流形式。
交流激励时,引线寄生电容可与应变电阻构成并联等效臂。桥输出包含幅值与相位,不能仅用四个直流阻值判断完全平衡。本章教材用两工作/补偿臂的并联RC与另两纯电阻臂说明,需要电阻和电容两种调平。
采用交流形式可配合交流放大处理微小信号,教材以直流放大零漂为动机;这不意味着交流方案完全没有零漂、寄生影响或调平误差。
令j²=−1,ω为角频率rad/s,C_i单位F。并联RC阻抗为
用复数相量E和U_o表示同一幅值约定,输出为
在非零ω、正有限电阻及本章模型中,平衡要求实虚部同时成立:R_1R_4=R_2R_3,以及R_1C_1=R_2C_2。因此仅调电阻比可能仍有电容失衡,需要电容平衡调节;接触/引线电阻差异也影响初始零位。
半桥原先R_1=R_2=R、C_1=C_2=C、R_3=R_4且初始平衡,加载后一增一减等幅ΔR。若加载前后ωRC均远小于1,寄生作用弱,则Z≈R,近似输出U_o≈EΔR/(2R),与直流半桥相同。这里是带频率和寄生条件的近似,不是任意RC下精确结论。
教材3-55/59的中间增量式有代数疑点。直接相减,对固定C的增加臂有
小ΔR时一阶为ΔR/(1+jωRC)²,不能一般化成少一个分母因子的式子;只有寄生足够弱时才再用ΔZ≈ΔR。减小臂相应带负增量。教学计算与判断采用这个明确边界,不沿用争议中间式。
基础测试统一使用选择题,先确认概念、定义和关键判断是否扎实。
为什么交流桥只调四个电阻比可能还不平衡?
交流半桥近似沿用EΔR/(2R)需要什么?
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