张冬梅，黄 勇，高兴斌

（青岛远洋船员职业学院 机电系，山东青岛 266071）

基于Matlab GUI构建惠斯顿电桥虚拟仿真

张冬梅，黄 勇，高兴斌

（青岛远洋船员职业学院 机电系，山东青岛 266071）

以惠斯顿电桥电路为例，利用Matlab函数编程和GUI开发虚拟实验两种方法，构建电路虚拟仿真实验。结果表明，利用Matlab函数编程，可以避免电路繁琐的计算，利于学生定量计算、定性分析，加深对理论知识的理解。利用GUI构建虚拟实验平台，可以进行元件参数设置、对应结果的变化观察并仿真波形，提高学生工程应用分析能力。

Matlab GUI 构建 惠斯顿电桥

1 惠斯顿电桥电路

惠斯顿电桥主要由四个首尾相连的电阻构成，其每条边被称为桥臂，如图1所示。用于把桥臂上不易检测的非电量信号转换为容易检测的电信号，起着信号转换、传输的作用[1]。在船舶随动舵、自动舵控制系统、电阻应变仪系统中广泛使用。

在电阻应变仪中，设电桥各桥臂电阻分别为Rx、R1、R2、R3，其中任何一个桥臂电阻都可以是应变片电阻。电桥的A、C为输入端，接直流电源，输入电压为U；而B、D为输出端，输出信号的电压为U0。本例中，Rx是电阻应变片，粘附在被测零件上。当零件发生变形（伸长或缩短）时，Rx的值随之改变，这反映在输出信号U0的变化上。在测量前，如果把各个电阻调节到Rx=100 Ω，R1=R2=200 Ω，R3=100Ω，这时满足R1R3=R2Rx的电桥平衡条件，U0=0V。在进行测量时，如果测出（1）U0=1 mV，（2）U0=-1 mV，试计算两种情况下 ΔRx，即是根据已知值实现对未知量的测量。分析U0极性的改变反映了什么？设电源电压U是直流电压3 V[2]。

解：Rx变化时，输出……