直流非平衡電橋

1、直流非平衡電橋 直流非平衡電橋相對(duì)平衡電橋而言，在工程技術(shù)中應(yīng)用更為廣泛，比如有些電阻準(zhǔn)確度要求不高，但需要連續(xù)快捷的測(cè)量，就要應(yīng)用非平衡電橋。由于傳感器的廣泛應(yīng)用，在非平衡電橋中，某一個(gè)臂或幾個(gè)臂可以是傳感元件，其阻值可隨某一物理量的變化而相應(yīng)改變，用非平衡電橋可以快速連續(xù)地測(cè)定其阻值的改變，因此可以得到該物理量的變化信息，從而完成一定的測(cè)量。直流非平衡電橋直流非平衡電橋?qū)嶒?yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1、非平衡電橋 調(diào)節(jié)4個(gè)電阻，使 、 兩點(diǎn)間等電勢(shì)，則電橋處于平衡態(tài)。若某一個(gè)臂或幾個(gè)臂是傳感元件，其阻值可隨待測(cè)物理量的改變而變化，電橋處于非平衡態(tài)，此時(shí) 、 之 間 電勢(shì)不相等。電勢(shì)差的大小反映了電阻的變

2、化情況。若在兩點(diǎn)間接入電流計(jì)，則有電流流過(guò)。測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的不平衡電壓（或電流），即可了解電路中電阻的變化情況，從而獲得待測(cè)物理量的變化。BBDD1R2R3RABCDU4RXRE2、非平衡電橋工作原理、非平衡電橋工作原理1R2R3RABCDU 1203XRRKRR電橋平衡時(shí)0XXXRRR當(dāng)電阻變化為時(shí)，電橋失去平衡。實(shí)驗(yàn)中所用數(shù)字電壓表內(nèi)阻0XXRR且令(1)(1)oKUEKK則：XRE02(1)KUEK)1 (K當(dāng)時(shí)0U與有近似的線性關(guān)系：關(guān)系曲線與UU3、非平衡電橋的工作特性（1）輸出電壓靈敏度UUS定義020(1)KESK時(shí)為零點(diǎn)電壓靈敏度：（2）非線性誤差）非線性誤差定義定義oooUUDU

3、12KD當(dāng)時(shí) 對(duì)于一定的 值，當(dāng)電橋比率K比較大時(shí)，電橋的非線性誤差D會(huì)比較小 。實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器 穩(wěn)壓電源電阻箱數(shù)字萬(wàn)用表電學(xué)實(shí)驗(yàn)板及插件、導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí) 驗(yàn) 電 路研究非平衡電橋特性3EV取1231001001RRRK自組電橋自組電橋 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)RX使電橋平衡，記錄使電橋平衡，記錄此時(shí)的阻值此時(shí)的阻值RX0。萬(wàn)用表選擇。萬(wàn)用表選擇最小直流電壓檔，細(xì)微調(diào)節(jié)電最小直流電壓檔，細(xì)微調(diào)節(jié)電阻箱阻值，記錄輸出電壓。阻箱阻值，記錄輸出電壓。 改變電阻箱阻值，觀察輸出改變電阻箱阻值，觀察輸出電壓與電壓與RX的關(guān)系。的關(guān)系。數(shù)據(jù)處理之一數(shù)據(jù)處理之一( )XRXR()oU mV1、研究非平衡電橋特性做

4、出做出XRXRoXUR圖線，由圖解法算出輸出特性圖線，由圖解法算出輸出特性曲線過(guò)零點(diǎn)的切線斜率曲線過(guò)零點(diǎn)的切線斜率k。可知零點(diǎn)靈敏度可知零點(diǎn)靈敏度00XSkR操作要點(diǎn)操作要點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)中的3個(gè)電阻，由于其存在誤差，真實(shí)阻值與標(biāo)稱值并不會(huì)完全相等。因此，組成電橋后，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱，以使電橋達(dá)到平衡。 實(shí)驗(yàn)中要求出零點(diǎn)靈敏度，必須選好實(shí)驗(yàn)中要求出零點(diǎn)靈敏度，必須選好合適的合適的RX，一方面要考慮坐標(biāo)紙的大小，一方面要考慮坐標(biāo)紙的大小，另一方面要考慮輸出電壓測(cè)量值要有足夠另一方面要考慮輸出電壓測(cè)量值要有足夠的有效數(shù)字。還要考慮盡量避免非平衡電的有效數(shù)字。還要考慮盡量避免非平衡電橋輸出非線性的影響。橋輸出非線性的影響。數(shù)據(jù)處理要點(diǎn) 作圖時(shí)要參考課本第一章第三節(jié)的規(guī)則 當(dāng)電阻箱阻值改變不大時(shí)可以近似認(rèn)為輸出特性為直線，在直線兩端取兩特征點(diǎn)計(jì)算斜率即可，圖解細(xì)則見(jiàn)課本第一章第三節(jié)。 實(shí)測(cè)零點(diǎn)靈敏度應(yīng)該與理論值近似，相差過(guò)大者應(yīng)該尋找錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因并改正。教師檢查項(xiàng)目 原始數(shù)據(jù)測(cè)量完畢后不得拆線或調(diào)整電源及其他元件參數(shù)。必須在指導(dǎo)教師檢驗(yàn)數(shù)據(jù)后方能拆除電路并整理桌面。 學(xué)生應(yīng)該記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)間