简述直流单臂电桥的工作原理
直流电桥的工作原理
直流电桥的工作原理一、引言直流电桥是一种经典的电子测量仪器，主要用于测量电阻、电容、电感等电子元件的参数。
它基于电阻平衡原理，通过调节桥臂上的元件使整个电桥达到平衡状态，从而实现对元件参数的精确测量。
直流电桥具有测量精度高、稳定性好、操作简便等优点，因此在科学研究、生产实践和教学中得到了广泛应用。
本文将对直流电桥的工作原理进行详细阐述。
二、直流电桥的基本构成直流电桥主要由电源、开关、桥臂和指示器四个部分组成。
电源为电桥提供所需的直流电压或电流；开关用于控制电桥的接通和断开；桥臂是电桥的主体部分，分为四个臂，其中两个为测量臂，两个为可调臂；指示器用于显示电桥的平衡状态，通常为检流计或数字万用表。
三、直流电桥的工作原理直流电桥的工作原理基于电阻平衡原理，即通过调节桥臂上的可调电阻，使整个电桥的四个臂的电阻达到平衡状态。
当电桥达到平衡状态时，通过检流计或数字万用表的电流值为零，此时两测量臂之间的电阻值相等。
根据测量臂上的电阻值和可调电阻的调节值，可以计算出被测元件的阻值或其它的相关参数。
具体来说，当电源接入电桥后，在初始状态下，由于四个臂的电阻值不平衡，通过检流计或数字万用表的电流不为零。
此时调节可调电阻，使得两测量臂之间的电阻逐渐接近，直到整个电桥达到平衡状态，即通过检流计或数字万用表的电流为零。
此时被测元件的阻值可以通过测量臂上的电阻值和可调电阻的调节值计算得到。
直流电桥在平衡时满足的条件是：相对两臂（比较臂或比率臂）的电阻的乘积相等，即：R1R3=R2R4。
这是电桥平衡的基本条件。
当满足此条件时，流经检流计的电流Im=0。
在实际应用中，为了减小误差和提高测量精度，需要对电桥进行温度补偿和导线电阻补偿。
温度补偿是因为不同材料的电阻值会随着温度的变化而发生变化，通过对桥臂材料的选择和电路设计，使电阻随温度的变化保持一致，从而减小测量误差。
导线电阻补偿则是考虑到了导线电阻对测量结果的影响，通过在电路中加入适当的补偿电阻，消除导线电阻对测量的影响。
直流单臂电桥
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2.直流单臂电桥外壳上的部件
➢ 1）检流计指针 当有电流流过检
流计时, 指针会发 生偏转,流过电流的 方向不同, 指针偏 转的方向也不同。
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2.直流单臂电桥外壳上的部件
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2.直流单臂电桥外壳上的部件
➢ 2）比例臂旋钮、比较臂旋钮：
分别连接R1以及R2、R3电阻（ 实际电路中电 阻有多组），通过调节旋钮可以选择相应的电阻 与之相连接，最后的Rx读数为比例臂和比较臂读 数的乘积。
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4.直流单臂电桥使用注意事项
4） 在电桥调平衡过程中，不要把检流计按 钮按死，应是每改变一次比较臂电阻，按 一次按钮测量一次，直至检流计偏转较小 时，再按死检流计按钮。
5) 测量结束不再使用时，应将检流计的锁 扣锁上。
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9）直至灵敏度旋钮调节至最大灵敏度位置，
调节可变电阻，使检流计指针指示零位，测量
结束。
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3.用单臂电桥测试直流电阻操作步骤
10）测量结束后，先断开检流计按钮开关 “G”，然后再断开电源按钮开关“B”。
警告：
如果不这样做，而是先松开电源按钮开关 “B”，则由于被试品导电回路的电感作用产生 一个很高的感应电动势，形成冲击电流，流入 检流计的表头，有可能损坏表头，并使检流计 指针打弯。
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1.直流单臂电桥原理图
右图是QJ24型直流单臂电桥原理图。
其中R2、R3、R4为标准 电阻元件。R4为比较臂， R2、R3为比率臂(R2/R3) 单臂意即单比率臂。Rx为 被测电阻，视为测量臂。 直流单臂电桥用于测量阻 值（1Ω～0.1MΩ）直流 电阻。当电桥平衡时有： Rx ＝ R2R4 /R3。
直流单臂电桥
直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是一种精密测量中值电阻（1Ω～1MΩ的直流平衡电桥。
通常用来测量各种电机、变压器及电器的直流电阻。
常用的有QJ23型携带式直流单臂电桥。
1.什么是直流单臂电桥直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是一种精密测量中值电阻（1Ω～1MΩ的直流平衡电桥。
通常用来测量各种电机、变压器及电器的直流电阻。
2.直流单臂电桥的工作原理被测电阻RX和标准电阻R2、R3、R4 组成电桥的4个臂，接成四边形，在四边形顶点cd间接入检流计P，在另一-对顶点ab间接入电池E,在测量时按下按钮SB接通电源，调节标准电阻R2、R3、R4 使检流计指示为0，则c点电位和d点电位相等，且I1=I2，l3=I4,因此：Uab=Ucd即I1RX=I4R4Ucb=Udb即I2R2=I3R3两式相比的：Rx =R4*R2/R3电阻R2和R3的比值通常配成固定的比例，称为电桥的比率臂，电阻R4称为比较臂。
在测量时，首先选取一定的比率臂，然后调节比较臂使电桥平衡，则比率臂倍率和比较臂读数值的乘积就是被测电阻的数值。
电桥是比较精密的测量仪器，如果使用不当，会影响测量结果及损坏仪器。
用电桥测量电阻时，不准带电测量。
3.直流单臂电桥的使用方法(1)使用前先将仪器放置水平，把检流计锁扣打开，应用零位调节器把指针准确调至零位。
(2)用短的较粗连接导线将被测电阻接人，接头应接触紧密。
(3)估计被测电阻大致的数值，选择合适的倍率，然后用各个旋钮调节，使每只旋钮有可读数以保证被测电阻的准确。
(4)进行测量时，应先按下电源按钮，经过一-定时间后再按下检流计P按钮，此时检流计偏转，若发现检流计指针向“+”方向偏转，应增大比较臂电阻，反之，若检流计指针向“-”方向偏转，应减少比较臂电阻。
如此反复调节比较臂电阻直至检流计指针为零，此时被测电阻=比率臂x比较臂电阻。
(5)测量电感线圈的直流电阻时，先按下电流按钮后按下检流计按钮。
测量完毕，先松开检流计按钮，后松开电源按钮，以免被测线圈产生自感电压而损坏检流计。
电桥1
电桥的原理和应用――直流单臂电桥测量中值电阻电桥是一种用比较法测量的仪量，即将未知量跟已知量相比较进行测量，它具有较高的灵敏度和准确度。
利用电桥平衡原理构成的电测仪器，不仅可以测电阻，也可以测电容、电感，并可通过这些物理量的测量来间接测量非电学量，例如温度、压力等，因此电桥电路在自动化仪表和自动控制中有着广泛的应用。
电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。
电桥电路不仅可以使用直流电源，而且可以使用交流电源，故有直流电桥和交流电桥之分。
直流电桥主要用于电阻测量，它有单臂电桥和双臂电桥两种。
前者常称为惠斯登电桥，用于1～106Ω范围的中值电阻测量；后者常称为开尔文电桥，用于10-3～1Ω范围的低值电阻测量。
直流单电桥是最基本的一种，它是学习其他电桥的基础。
【实验目的】1．掌握用直流单臂电桥测电阻的工作原理；2．学会用直流单臂电桥测量中等阻值电阻；3．掌握直流单臂电桥的连接和调节电桥平衡的方法； 4．掌握电桥灵敏度的含义及其测量方法。
【实验仪器】FB2020型电桥综合实验平台、待测元件盒、检流计、导线 【实验原理】一、直流单臂电桥工作原理1、直流单臂电桥原理电桥的种类繁多，但直流单臂电桥是最基本的一种，它是学习其他电桥的基础。
直流单臂电桥采用待测电阻与标准电阻相比较的方法，而制造较高精度的标准电阻并不困难；同时，灵敏检流计只用来判断有无电流，只要有足够的灵敏度即可，不存在接入误差。
因此，用电桥测电阻准确度高，这是电桥测电阻的主要优点。
直流单臂电桥的原理图如图1所示。
图中AB 、BC 、CD 和DA 四条支路分别由电阻R a 、R x 、R n 和R b 组成，称为电桥的四条桥臂。
其中R x 表示待测电阻，其余各臂上的电阻都是可调的标准电阻。
在BD 两对角间连接检流计、开关K G 和保护电阻R G 。
在AC 两对角间连接电池、开关K E 和限流电阻R E 。
当接通电键K E 和K G 后，各支路中均有电流流过，检流计支路起到沟通ABC 和CDA 两条支路的作用，可直接比较B 、D 两点的电势，电桥之名由此而来。
直流单臂电桥测电阻资料讲解
电阻值＝刻度盘电阻值Χ倍率
6、测量完毕应锁上锁扣，以免在搬动过程中，将悬丝损坏。 ７、应及时更换电池。
检测与练习：
1．用电流电桥测量某一电阻，比例臂选择0．1，比较臂的 四个可调挡位的读数盘分别为×1000挡读数为9，×100挡读 数为6，×10挡读数为4，×1挡读数为6，则该被测电阻大小 为（ ）
4.以下有关直流单臂电桥测电阻时调节电桥平衡的说法中正确的是( ) A．电桥平衡时，若指针向“+”方向偏转，应增大比较臂电阻值 B．电桥平衡时，若指针向“—”方向偏转，应增大比较臂电阻值 C．电桥平衡时，若指针向“+”方向偏转，应增大比例臂电阻值 D．电桥平衡时，若指针向“—”方向偏转，应减小比例臂电阻值
A．9646Ω
Ｂ、964.6Ω
C、9646KΩ D、96.46Ω
2． 用QJ23型单臂电桥测一阻值为150Ω左右的电阻，比
例臂应选择（ ）
A．0.001
B．0.01
C．0.1 D．10
3．在使用单臂电桥测量电阻时，电桥线路接通后，如果检流计指针向 “—”方向偏转，则需要（ ）
A．增加比例臂 B．减小比例臂 C．增加比较臂 D．减小比较臂
5．下列关于电桥使用说法错误的是（ ） A．使用前先将检流计的锁扣打开，调节调零器把指针调到零位 B． 测量电感线圈的直流电阻时，应先按下检流计按钮，再按下电源
按钮； C．电桥线路接通后，如果检流计指针向“+”方向偏转，则需要增加
桥臂电阻 D．电桥使用完毕，应先切断电源，然后再拆除北侧电阻，再将检流计
直流单臂电桥实验
实验题目：直流单臂电桥一、 实验原理1.直流单臂电桥适用范围：测量中等电阻（10~105Ω）2.推导测量公式3.画出实验电路图 ↑↑↑4.比例臂倍率如何适当选取：使R 0调节的有效位数尽量多5.电桥灵敏度的概念及与哪些因素有关： 灵敏度S =ΔI ΔR x /R x=00IR /R ∆∆有关因素：电源电压的大小、电流计的电流常量和内阻大小、(R a +R b +R 0+R x )的大小、R b R 0+R xR a的大小6.什么是换臂法：将Ra 与 Rb 交换可以完全消除倍率C 的误差二、实验数据1.测量未知电阻R1（约1200Ω）及灵敏度注意：ρc=0.1%，ρ0=0.1%，_S =7836.8 换臂前ρx=√ρ02+ρc 2+(0.1/S)2=√（0.1%）2+（0.1%）2+(0.1/7688.2)2=1.4×10−3换臂后ρx=√ρ02+(0.1/_S )2=√（0.1%）2+(0.1/7836.8)2=1.0×10−3∆Rx1=1.4×10−3×1182.8=1.7Ω ∆Rx2=1.0×10−3×1183.0=1.2Ω利用换臂前数据进行计算 R1 = (1182.8±1.7)Ω利用换臂后数据进行计算R1 = (1183.0±1.2)Ω利用换臂前后数据进行计算R1 = (1182.9±1.5)Ω2.观察电桥灵敏度与电源电压的关系根据情况，选取Ra=Rb=100Ω，Rx=1200Ω，改变电源电压E，测量不同电压下电桥灵敏度，并做S-E关系图3.测量未知电阻R2（约50欧姆）及灵敏度：根据情况，选取Ra = 10Ω，Rb = 1000Ω比例臂的倍率C= 0.01利用数据进行计算R2 = (49.85±0.11)Ω注意：ρc=0.2%，ρ0=0.1%ρx=√ρ02+ρc2+(0.1/S)2=√（0.1%）2+（0.2%）2+(0.1/4885.1)2=2.2×10−3∆Rx=2.2×10−3×49.85=0.11Ω三、思考题1. 能，并联阻值为999.001欧，在准确测量范围之内2.在误差允许范围内，与测量值接近。
直流单臂电桥
• 一、直流单臂电桥 • 1、作用：测量1～106Ω的电阻。 • 2、原理： 检流计指示为零时有：I1=I2，I3=I4 Uac=Uad 即I1Rx=I4R4
Ucb=Udb 即I2R2=I3R3 比率臂Biblioteka 比较臂直流单臂电桥
• 3、操作方法 • （1）打开锁扣，调节机械调零旋钮，使指针位于零位。 • （2）将被测电阻Rx接在接线端钮上，根据Rx的阻值范围 选择比率臂倍率，使比较臂的四个电阻盘都用上。（例如， 测量电阻约为12欧左右时，选择比率臂倍率为10-2，当比 较臂读数为1199时，Rx=1199×10-2=11.99Ω） • （3）调节平衡：先按下电源按钮B，再按下检流计按钮G， 调节电桥平衡。如检流计正偏，则增加比较臂电阻，反之 减小比较臂电阻。反复调节至电桥平衡。 • （4）测量完毕：先松开G，再松开B。 • （5）读数：Rx=比较臂读数×倍率。 • （6） 测量结束后，将各旋钮恢复原位，锁上检流计锁扣， 以免受振动而损坏。
说明直流单臂电桥的工作原理
说明直流单臂电桥的工作原理直流单臂电桥的工作原理可谓是一门神奇的“电”学艺术，听起来是不是有点高深莫测？简单来说，它就像一个聪明的小侦探，用电流在电路中“探查”各种电阻的秘密。
你想想，电桥就像是我们日常生活中的“桥”，连通着两岸，把不同的电阻通过电流串联起来，让我们一目了然地知道它们的状态。
咱们先来聊聊这个电桥的结构。
想象一下，一个小木桥，上面有两边的栏杆，中间是桥身。
而这座桥的两头，分别接入不同的电阻，一个是已知的，一个是未知的。
哦，话说回来，这个未知电阻就像是一个神秘的角色，让人充满好奇。
而这桥的另一边，嘿嘿，就是我们测量电流和电压的地方。
电流从已知电阻开始，哗啦哗啦地流过来，像小鱼儿在水中欢快游动。
然后，电流经过那个神秘的未知电阻，这里发生了一些神奇的变化。
根据欧姆定律，电流和电阻之间可是有着千丝万缕的联系，简直是如胶似漆。
通过测量电桥两端的电压，我们就能轻松搞定这个未知电阻的数值，真是太简单了！想象一下，自己像个电流侦探，轻松地揭开了谜底。
直流单臂电桥的工作原理到底有什么特别之处呢？这桥的设计可谓是独树一帜，只有一个臂，不像传统的电桥有两臂。
就像是一个独自旅行的探险者，依靠自己的能力，克服各种障碍。
单臂电桥就是利用电流的平衡原理，来达到测量的目的。
简单来说，就是通过调整电阻，直到电流平衡，测量出电压的那一刻，就能轻松找出那个未知电阻的“身份”。
直流单臂电桥的灵活性和准确性也是令人称道的。
要知道，在实际应用中，有时候环境变化莫测，电阻的变化让人捉摸不透。
这个时候，单臂电桥就像一个敏锐的猎手，精准捕捉到微小的变化，帮我们提供了最可靠的数据。
真是让人心里踏实啊，有种“有你在，心里就有底”的感觉。
用一句俗话说，工欲善其事，必先利其器。
电桥就是这个“器”，而我们要做的就是掌握它的使用技巧。
电流的流动、抵抗的较量，整个过程就像是一场华丽的舞蹈。
你会发现，电桥工作的时候，电流在舞动，电压在变幻，神秘又充满节奏感，简直是电学界的“春晚”。
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简述直流单臂电桥的工作原理
一、引言
直流单臂电桥是一种常见的电路，用于测量电阻、电容、电感等物理量。
它的工作原理基于电桥平衡条件，通过调节电桥中的元件值使其
达到平衡状态，从而得到待测物理量的数值。
二、直流单臂电桥的基本结构
直流单臂电桥由四个元件组成：待测元件R1、已知元件R2、可变元
件R3和检流表G。
其中，待测元件R1是需要测量的物理量，已知元件R2是已知大小的标准参考物，可变元件R3用来调节电桥平衡状态，在平衡时与已知元件R2相等。
检流表G用来检测电桥中的电流大小。
三、直流单臂电桥的工作原理
当直流电源施加在单臂电桥上时，由于待测元件R1存在一定阻值，使得通过它和可变元件R3之间产生了一个不为零的电势差。
这个差值会导致从A点到B点产生一个有向闭合回路，并且在这个回路中存在一
个未知大小和方向的漏洞电流Ix。
为了消除这个漏洞电流Ix，并使得电桥达到平衡状态，需要调节可变元件R3的阻值，使得从A点到B点的总电势差为零。
当电桥达到平衡状态时，有：
Ix = 0
根据基尔霍夫定律和欧姆定律，可以得到：
（V1 - VR1）/ R1 = (VR3 - V2) / R3
其中，V1是电源电压，VR1是待测元件R1上的电压，VR3是可变元件R3上的电压，V2是已知元件R2上的电压。
将上式化简后得到：
R1 / R3 = (V1 - V2) / VR2
其中，VR2为已知元件R2上的电压。
因此，在已知元件R2和可变元件R3相等时，通过待测元件R1的电流大小可以计算出其阻值大小。
四、直流单臂电桥的应用
直流单臂电桥广泛应用于物理实验和工程领域中。
例如，在物理实验中可以用它来测量金属导线、半导体材料、液体等物质的电阻率；在工程领域中可以用它来检测线路中断、接触不良等故障。
五、总结
直流单臂电桥是一种常见的电路，其工作原理基于电桥平衡条件。
通过调节电桥中的元件值使其达到平衡状态，可以得到待测物理量的数值。
直流单臂电桥在物理实验和工程领域中有着广泛的应用。