有源電橋
正文
在有源電橋中,有源橋臂通常是由差動放大器和一些標準電參數元件所組成,它們具有不同的變換功能。以圖1的典型有源電橋線路與圖2中其對應的麥克斯韋電橋原形作比較,可見虛線框A中的線路將被測元件 Lx、Rx上的兩端都不是地電位的電壓降Ux轉換為對地電壓降U墈;虛線框C中的線路是將電流I 轉換為輸出電壓U1;虛線框D中的上方線路起到可調電容器的作用,而下方線路起到可調電阻器的作用。 有源電橋保留了經典交流電橋的主要特點,即測量結果不受電源電壓的影響;當橋臂做適當配置時,測量結果可與電源頻率無關。此外,有源電橋還具有以下優點:電源與檢測儀表可以有公共接地點,因此橋體與電源或檢測電錶間無需裝設隔離變壓器;測量結果不受各標準元件對地寄生電容的影響,因此不需要輔助平衡,從而簡化了操作。如圖1中每個元件的兩端都存在集總的等效對地寄生電容(未在圖中畫出),這些寄生電容實際上是接在放大器的輸入端或輸出端。由於放大器的輸入端是虛地電位,其輸出阻抗幾乎為零,因此接在輸入端的寄生電容不會引起分流,而接在輸出端的寄生電容不會改變放大器的輸出電壓。
利用有源橋臂線路的各種變換功能,參考經典交流電橋的線路,可設計出具有不同用途的有源電橋,從而可擴大電橋的套用領域。