专利名称：二进制数控比例臂电桥的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电桥结构，特别涉及一种二进制数控R-2R电阻 网络构成电桥两个桥臂的二进制数控电桥。
背景技术：
用惠斯通电桥精确测量电阻，是如图1所示，其电桥的平衡公式为
其中M称为电桥的比例臂，在实际电桥中比例臂M多采用十进制步 进方式。该方法明显的缺点对比例臂的电阻要求高，且电阻比例调节步进 量大，也不利于实现自动化调节电桥平衡。
发明内容
因而，现在需要一种电阻种类少、电桥比例臂步进量小、容易用二进 制数字控制比例臂的电桥。
鉴于上述，本实用新型提出了一种二进制数控比例臂电桥，包括电源、 待测电阻，还包括连接在电源与待测电阻之间的数字控制的n位二进制数 控比例臂，n为正整数，其包含R-2R电阻网络，该R-2R电阻网络包括第
一端点、第二端点和第三端点，其中，第一端点和第三端点之间串联n—l 个阻值相等的第一电阻后、再串联一个阻值为第一电阻的阻值的二倍的第 三电阻，上述每两电阻的串联结点以及第一个端点都连接一个阻值为第一电阻
3的阻值的二倍的第二电阻，上述第二电阻为n个，上述n个第二电阻的另一端 通过连接n个2选1开关分别根据n位二进制数连接到R-2R电阻网络的第二端 点或者第三端点。
本发明的有益效果为，对电阻调节的步进较小，更容易实现二进制数控电 桥平衡的自动化测试。
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明。 对于所属技术领域的技术人员而言，从对本实用新型的详细说明中，本实 用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
图1是目前使用的常规惠斯通电桥。 图2a是本实用新型一较佳实施例的电桥电路图。 图2b是本实用新型另一较佳实施例的电桥电路图。 图3是本实用新型3端网络的等效电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型所述的一种二进制数控比例 臂电桥作进一步的详细说明。
本实用新型的电桥电路如图2a和图2b所示。
一种二进制数控比例臂电桥，包括电源，电源可以是如图2a所示的位 置，也可以是如图2b所示的位置；待测电阻，在本实施方式中，R3和R4 中只有一个是待测电阻，另一个电阻的阻值己知，或者两者都是待测电阻， 以便得到二者阻值的比例关系，R3和R4并联；还包括连接在电源与待测 电阻之间的数字控制的n位二进制数控比例臂，n为正整数，其包含R-2R 电阻网络，该R-2R电阻网络包括第一端点A、第二端点B和第三端点C， 其中，第一端点A和第三端点C之间串联n-l个阻值相等的第一电阻后、 再串联一个阻值为第一电阻的阻值的二倍的第三电阻，上述每两电阻的串联结点以及第一端点A都连接一个阻值为第一电阻的阻值的二倍的第二电
阻，上述第二电阻为n个，上述n个第二电阻的另一端通过连接n个2选 1开关分别根据n位二进制数连接到R-2R电阻网络的第二端点B或者第三 端点C。 2选1开关为单刀双掷开关或继电器，或能实现2选1功能的电子 开关。二进制数字控制的R-2R电阻网络的n位二进制数控电桥比例臂， 包括用R-2R电阻网络构成n位二进制数控的3端电阻网络构成电桥的两 个相邻桥臂。连接到3端网络的第二端点B还是连接到3端网络的第三端 点C，由n位二进制数决定，当某位二进制数为l时，2选1开关连接到3 端网络的第二端点B;当某位二进制数为0时，2选1开关连接到3端网 络的第三端点C。
具体地，当某位二进制数D，l时，Di对应的2选1开关接到第二端B， 当D「0时，Di对应的2选l开关接到第三端C。
假设D产1，剩余的DfO，则仅Di第对应的2选l开关接第二端B， 其余的2选1开关接第三端C。
假设D尸D尸l，剩余的D产O，则仅D!和D2对应的2选1开关接第二 端B，其余2选1开关接第三端C。
在图3的等效电路中，电桥平衡公式为
i a 2" - D
其中D是n位二进制数
￡) = 2"-1 D"一, + 2"-2 ￡> —2 +... + 2'D, +…+ 20 Z)( 其中A是一位二进制数，其值为0或者1。
M:丄 2" -D
是本实用新型的电桥比例臂的表达式。它的应用主要体现在以下几个方面-
应用二进制数控R-2R电阻网络比例臂的电桥，由于只使用了只有R 和二倍阻值的电阻2R两种阻值的电阻，电桥的制作成本降低了， 二进制 数控电桥比例臂的步进量减小了， 二进制数控电桥平衡过程比较容易实现 自动化测试。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的 实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改 或者等同替换的，均应涵盖在本实用新型的权利要求的保护范围当中。
权利要求1、一种二进制数控比例臂电桥，包括电源、待测电阻，其特征在于还包括连接在电源与待测电阻之间的数字控制的n位二进制数控比例臂，n为正整数，其包含R-2R电阻网络，该R-2R电阻网络包括第一端点、第二端点和第三端点，其中，第一端点和第三端点之间串联n-1个阻值相等的第一电阻后、再串联一个阻值为第一电阻的阻值的二倍的第三电阻，上述每两电阻的串联结点以及第一个端点都连接一个阻值为第一电阻的阻值的二倍的第二电阻，上述第二电阻为n个，上述n个第二电阻的另一端通过连接n个2选1开关分别根据n位二进制数连接到R-2R电阻网络的第二端点或者第三端点。
2、 根据权利要求1所述的一种二进制数控比例臂电桥，其特征在于2 选l开关为单刀双掷开关或继电器，或能实现2选1功能的电子开关。
3、 根据权利要求1所述的一种二进制数控比例臂电桥，其特征在于 二进制数字控制的R-2R电阻网络的n位二进制数控电桥比例臂，包括用 R-2R电阻网络构成n位二进制数控的3端电阻网络构成电桥的两个相邻桥 臂。
专利摘要本实用新型提出了一种二进制数控比例臂电桥，包括电源、待测电阻，还包括连接在电源与待测电阻之间的数字控制的n位二进制数控比例臂，n为正整数，其包含R-2R电阻网络，该R-2R电阻网络包括第一端点、第二端点和第三端点，第一端点和第三端点之间串联n-1个阻值相等的第一电阻后、再串联一个阻值为第一电阻的阻值的二倍的第三电阻，上述每两电阻的串联结点以及第一个端点都连接一个阻值为第一电阻的阻值的二倍的第二电阻，上述第二电阻为n个，上述n个第二电阻的另一端通过连接n个2选1开关分别根据n位二进制数连接到R-2R电阻网络的第二端点或者第三端点。本实用新型的电桥能提高电桥的调节精度。
文档编号G01R27/02GK201364357SQ20092000315
公开日2009年12月16日 申请日期2009年1月10日 优先权日2009年1月10日
发明者张昌民 申请人:张昌民