实验50 交流电桥的原理和应用
交流电桥实验
(1)安全预设
通电前要做好安全预设。
1）与输出信号有关的开关都取关断状态。
2）与输出信号、灵敏度有关的旋钮都旋到最小档或位。
3）量程盘和读数盘应根据被测量的估计值预置到恰当档位；确实无估计值
时都取居中档（如第 5 档，或第 3 档），切不可全部置零档，这相当于严重短路，
有可能烧毁检流计和电源。
4）通电前要将电路联接完整，不得在桥臂空缺（例如无待测臂）的状态下
2. 仪器结构 组件①-1：信号源。直流电源 0~9 V 连续可调；交流信号源频率 1000 Hz， 输出 0~2 V 连续可调，均由数字电压表显示输出；与下文①-2 在同一机箱中。 组件①-2：检流计。直流电桥采用高增益、精密运放驱动下的指针检流计， 以提供足够高的灵敏度；交流电桥采用双表头相量检流计，一个表头着重显示不 平衡信号的实部 U∥（即余弦分量），另一个着重显示不平衡信号的虚部 U⊥（即 正弦分量）。
Cx
= CN
Rb Ra
，
（2）
rx
= rN
Ra Rb
，
（3）
= Dx tg= δ x ωRNCN ，
（4）
2)—2 串联电感桥
串联臂电感桥的电路如图 6-7 所示，与之对应的相量图如图 6-8 所示，调平衡后 P、Q 在圆弧上不重合，M、N 在半圆内某处重合。由图中的几何关系
△MBP ≌ △AMQ 可以导出电路的平衡解为：
通电，严重不平衡对检流计不利。
5）通电前要将组件①-1/-2 的两个交直流转换旋钮都预置到直流状态。
6）将两端都有插头的电源线，插入组件①后背的插座和墙上的配电板，关
断该仪器的总电源开关。
7）通电前要核查有关检流计（本项测量用到的是余弦分量或直流检流计），
电桥的基本原理
电桥的基本原理一、什么是电桥1.1 电桥的定义电桥是一种用来测量电阻或其他电学参数的电路装置。
它由若干个电阻、电源和测量仪器组成。
1.2 电桥的结构一个典型的电桥由四个电阻组成，形成一个平衡电桥电路。
其中两个电阻被称为基准电阻，另外两个电阻被称为未知电阻。
二、电桥的工作原理2.1 平衡条件电桥实现测量的基本原理是利用电桥电路在满足平衡条件时电流为零的特性。
当电桥电路中四个电阻满足一定的关系时，电桥就处于平衡状态。
2.2 平衡方程电桥平衡时，满足下列条件：R1/R2 = R3/R4这个平衡方程是电桥工作的基础，也是测量未知电阻的关键。
二、电桥的应用领域3.1 电阻测量电桥最常见的应用是测量电阻。
通过改变已知电阻，来寻找使电桥平衡的条件，进而测量未知电阻的阻值。
3.2 温度测量电桥也可以被用于测量温度。
在温度传感器中，温度相关的物理量被转换为电阻变化，然后通过电桥测量电阻来确定温度。
3.3 应变测量电桥还可以用于测量应变。
例如，在力学实验中，应变传感器将应变转换为电阻变化，然后通过电桥测量电阻来确定材料的应变情况。
3.4 湿度测量电桥也可以应用于湿度测量。
湿度传感器将湿度转化为电阻变化，然后通过电桥测量电阻来确定湿度的大小。
四、电桥的优缺点4.1 优点•精度高：电桥可以实现高精度的电阻测量。
•灵活性强：电桥可以用于测量不同类型的物理量，如温度、压力、湿度等。
•结构简单：电桥的结构相对简单，易于实现和操控。
4.2 缺点•依赖平衡调节：电桥需要手动调节电阻值来实现平衡状态，需要一定的操作技巧。
•影响因素多：电桥的测量结果受到环境因素的影响，如温度、湿度等。
五、电桥的改进与发展随着科技的进步和电子技术的发展，电桥逐渐被更先进的测量设备所替代。
例如，数字万用表、传感器网络等技术的出现，使得测量更加方便和精确。
六、总结电桥作为一种重要的电路装置，在测量领域发挥着重要的作用。
通过平衡条件和平衡方程，电桥能够对电阻、温度、湿度、应变等物理量进行精确测量。
不同电桥的工作原理
不同电桥的工作原理电桥是一种用于测量电阻或检测物体性质的仪器。
它由四个电阻和一个电流源组成，其中两个电阻位于一个分支上，称为待测电阻，另外两个电阻位于另一个分支上，称为标准电阻。
电桥的工作原理基于电流在电路中的分布和电压的平衡。
1. 韦斯顿电桥韦斯顿电桥是最早使用的电桥之一，用于测量小电阻值。
它的工作原理是通过调节电阻值使电桥两边的电压差为零，从而确定待测电阻的阻值。
当电桥两边电压差为零时，可以通过电桥上的刻度读取待测电阻的值。
2. 麦克斯韦电桥麦克斯韦电桥是一种用于测量电感和电容的电桥。
它的工作原理是调节电阻和电容或电感的值，使电桥两边的电压差为零。
通过调节电容或电感的值，可以得到待测物体的电容或电感值。
3. 魏恩电桥魏恩电桥是一种用于测量电阻的电桥。
它的工作原理是通过调节电阻和电流源的电压，使电桥两边的电压差为零。
通过调节电阻的值，可以得到待测电阻的阻值。
4. 威尔斯通电桥威尔斯通电桥是一种用于测量电感的电桥。
它的工作原理是通过调节电感和电阻的值，使电桥两边的电压差为零。
通过调节电感的值，可以得到待测电感的大小。
5. 巴尔顿电桥巴尔顿电桥是一种用于测量电容的电桥。
它的工作原理是通过调节电容和电阻的值，使电桥两边的电压差为零。
通过调节电容的值，可以得到待测电容的大小。
6. 温度补偿电桥温度补偿电桥是一种用于补偿温度影响的电桥。
它的工作原理是通过在电桥中引入温度敏感元件，如热敏电阻或热电偶，来补偿温度对电桥测量结果的影响。
通过测量温度敏感元件的电阻或电压变化，可以对温度进行补偿，以获得准确的测量结果。
7. 直流电桥直流电桥是一种用于测量直流电阻的电桥。
它的工作原理是通过调节电阻和电流源的电压，使电桥两边的电压差为零。
通过调节电阻的值，可以得到待测电阻的阻值。
8. 交流电桥交流电桥是一种用于测量交流电阻的电桥。
它的工作原理是通过调节电阻和交流电源的频率，使电桥两边的电压差为零。
通过调节电阻的值，可以得到待测电阻的阻值。
电桥电路的原理
电桥电路的原理
电桥电路的原理是：电桥电路是由四个二端元件接成四边形形成的电路结构。
各边称为电路的桥臂。
激励源接到桥臂的一个对角上，另一对接电桥的负载或电桥的输出检测电路。
桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。
这种电路由四只二极管口连接成“桥”式结构。
整流电路主要由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
交流阻抗电桥的平衡条件包括两部分：
一是相对桥臂阻抗模的乘积必须相等；二是相对桥臂阻抗幅角之和必须相等。
因此，交流电桥的平衡调节，要比直流电桥复杂得多。
为使电桥达到平衡，需要反复调节桥臂的参数，电桥达到平衡所需反复调节的次数叫做收敛性，收敛性好的电桥能较快取得平衡。
电桥的收敛性取决于桥臂阻抗的性质及调节参数的选择，是衡量交流电桥性能的一个重要技术指标。
自组交流电桥测电容量(含准确数据)
自组交流电桥测电容量(含准确数据)
一、简介
自组交流电桥是一种常用的测量电容量的实验仪器。
它通过测
量电的电容值，帮助我们了解电的特性及其在电路中的应用。
二、原理
自组交流电桥的原理是利用电桥谐振的条件来测量电的电容值。
当电的电容值与电桥的其他元件匹配时，电桥会达到谐振状态，此
时显示器上的读数将为零。
三、实验过程
1. 准备材料
- 自组交流电桥实验仪器
- 电
- 交流电源
2. 连接电路
- 将电与自组交流电桥的相应接口相连。
- 将交流电源接入自组交流电桥的电源接口。
3. 调节电桥
- 打开交流电源，调节电桥上的控制开关和调节旋钮，使电桥
达到谐振状态。
4. 读取数据
- 此时显示器上的读数将为零或接近零，记录下此时的电容值。
四、实验数据
下表是一组自组交流电桥测量电容值的准确数据：
五、结论
通过此实验，我们可以得到电桥测得的电的准确电容值。
可以发现，在谐振状态下，电桥读数为零，表示电的电容值匹配电桥的其他元件。
根据实验数据，我们可以进一步分析电的性能和应用范围。
六、注意事项
1. 在操作实验仪器时，应注意安全，避免触电或其他意外事故的发生。
2. 在进行实验时，应确保电桥的控制开关和调节旋钮的读数为零，以获得准确的测量结果。
3. 实验过程中，应严格遵循操作步骤，确保实验操作的准确性和可重复性。
参考资料：。
电桥测电阻的原理
5 电桥法测电阻的原理电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。
由于它测试灵敏，测量准确，使用方便，所以得到广泛应用。
电桥有直流和交流之分，直流电桥主要用于测量电阻。
直流单电桥常称惠斯登电桥，用于1～106Ω范围中值电阻测量；直流双电桥常称开尔文电桥，用于10-3～1Ω范围低值电阻测量。
交流电桥除测电阻外，还可以测量电容、电感等电学量。
通过传感器，还可以测定量一些非电学量，如温度、压力等，在非电量电测方法中有广泛应用。
电桥测量原理：直流单电桥测量电阻的原理如图所示。
图中由精密电阻箱表示的标准电阻R a 、R b 、R 及待测电阻R x 构成四边形，每一边称电桥的一个臂。
对角点A 、C 与B 、D 分别接电源E支路和检流计G 支路，接有检流计的对角线BD 称之为“桥”。
当接通电源开关S 和检流计开关G 时，检流计有电流通过，但当调节四个桥臂到适当值时，检流计无电流通过，此时称“电桥平衡”。
于是B 、D 两点电势相等，即流过R a 和R 的电流相同，流过R b 和R x 的电流相同。
从而有以下关系式：I R I x 21=两式相除得，R R R R b x a= 即 R R R R b a x =“热电阻温度传感器特性实验”中用电桥法测铜电阻（Cu50）的电路图也这样，但检流计G 由数字万用表的直流电压表（200mV ）档代替，铜电阻R x 在加温过程中电阻值随温度而变化，所以要不断调节电阻箱R ，使直流电压表（200mV ）示值为0或接近0时立即记录电阻箱R 的值，由R a 、R b 、R 计算R x 的值。
实验中R a 、R b 由二个等值电阻元件，或电位器（变阻器）组成，电位器阻值大小用数字万用表测量。
b a R I R I 21=。
电桥放大器的原理及应用
电桥放大器是一种常用的电子放大器，主要用于测量和放大微小的电阻变化或传感器信号。
它基于电桥原理，通过放大电桥平衡状态发生微小变化时的信号，从而实现对微弱信号的放大和检测。
原理：
1. 电桥平衡：在电桥中，四个电阻组成一个平衡电路，当电桥平衡时，其输出为零。
微小的电阻变化或传感器信号会导致电桥失去平衡，产生微弱的输出信号。
2. 放大器：电桥输出的微弱信号被放大器放大，以便进行后续的处理和分析。
放大器通常采用差分放大电路，能够有效地放大微小信号并滤除噪声。
应用：
1. 传感器信号放大：电桥放大器常用于传感器信号的放大和处理，如应变计、温度传感器等。
通过电桥放大器可以有效地提取和放大传感器输出的微弱信号。
2. 称重传感器：在称重系统中，电桥放大器被广泛应用于放大称重传感器输出的微小信号，实现准确的重量测量。
3. 位移传感器：用于测量微小位移或形变的位移传感器，也可以通
过电桥放大器进行信号放大和处理，以便进一步分析和控制。
4. 压力传感器：压力传感器输出的微小电阻变化可以通过电桥放大器放大，用于测量和监测各种压力变化。
总之，电桥放大器在测量微小信号或传感器输出时具有重要作用，通过放大和处理微弱信号，可以实现精确的测量和控制，广泛应用于工业自动化、传感器技术、医疗仪器等领域。
惠斯通电桥实验原理与操作
惠斯通电桥实验原理与操作惠斯通电桥是一种常用的电路实验仪器，用于测量电阻、电容、电感等元件的值。
它可以通过比较两个电路中的电压差来确定未知元件的值，被广泛应用于物理学、电子工程等领域。
在本文中，我们将介绍惠斯通电桥的工作原理和操作步骤。
一、原理介绍惠斯通电桥基于惠斯通电桥定律，即在电桥平衡时，四个支路中的电压之比相等。
在电桥平衡时，可以通过调节电桥中的不同元件值来求解未知元件的值。
电桥中一般包括一个电源、两个已知元件和一个未知元件。
电桥的平衡条件可以表述为：\[ \frac{Z_1}{Z_2} = \frac{Z_3}{Z_4} \]其中，\(Z_1\)、\(Z_2\)为已知元件值，\(Z_3\)、\(Z_4\)为未知元件值。
二、操作步骤1.搭建电桥电路首先，按照实验要求搭建惠斯通电桥电路，连接电源、已知元件和未知元件。
确保电路连接正确，无误接或短路。
2.调节电桥平衡开启电源，使用电桥平衡实验仪器，逐步调节已知元件的值，直到电桥平衡为止。
在平衡点时，电桥中的两个支路电压相等。
3.记录数据在电桥平衡时，记录已知元件的值和调节量，以及未知元件的值。
这些数据将用于后续的计算和分析。
4.计算未知元件值根据惠斯通电桥定律，利用记录的数据计算未知元件的值。
根据电桥平衡条件，求解未知元件的阻抗、电容或电感值。
5.实验验证最后，验证计算结果是否与实际值相符。
可以进行多次实验以提高准确性，并比较实验结果的一致性。
三、实验应用惠斯通电桥广泛用于电工、电子、物理等领域的实验中。
通过使用电桥可以测量各种元件的参数，了解电路中元件之间的关系，为实际应用提供参考。
结语惠斯通电桥是一种简单而有效的电路实验仪器，具有广泛的应用价值。
通过本文介绍的原理和操作步骤，希望读者能够更深入了解电桥的工作原理，掌握电桥的正确使用方法，为相关领域的实验研究提供帮助。
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实验50 交流电桥的原理和应用
交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。它主
要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及
其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为
相应电量参数的精密测量。
一、交流电桥的平衡条件
当电桥平衡时，I0=0，由此可得：
334422
1
ZIZIZI
ZI
1
若将电桥的平衡条件用复数的指数形式表示，则可得
Z1ejφ1·Z3ejφ3=Z2ejφ2·Z4ejφ4
即 Z1·Z3 ej(φ1+φ3)=Z2·Z3 ej(φ2+φ4)
根据复数相等的条件，等式两端的幅模和幅角必须分别相等，故
有
Z1Z3=Z2Z4
φ1+φ3=φ2+φ4
由式（2-2）可以得出如下两点重要结论。
1、交流电桥必须按照一定的方式配置桥臂阻抗
如果用任意不同性质的四个阻抗组成一个电桥，不一定能够调节
到平衡，因此必须把电桥各元件的性质按电桥的两个平衡条件作适当
配合。
在很多交流电桥中，为了使电桥结构简单和调节方便，通常将交
流电桥中的两个桥臂设计为纯电阻。
由式（2-2）的平衡条件可知，如果相邻两臂接入纯电阻，则另
G
I
2
I
3
I
4
a
c
Z
3
Z
Z
2
Z
4
I
0
)2-2(
外相邻两臂也必须接入相同性质的阻抗。
2、交流电桥平衡必须反复调节两个桥臂的参数
在交流电桥中，为了满足上述两个条件，必须调节两个桥臂的参
数，才能使电桥完全达到平衡，而且往往需要对这两个参数进行反复
地调节，所以交流电桥的平衡调节要比直流电桥的调节困难一些。
二、实验内容
1、交流电桥测量电容
根据前面实验原理的介绍，分别测量一个Cx电容，并与理论值进
行比较。
2、计算损耗因数D = tgδ = = = ωCR。
C
R
U
U
CIIR