直流电桥工作原理
大学物理课件49直流电桥测电阻
工程应用：直 流电桥在工程 中也有广泛应 用，例如在电 力系统中用于 测量和保护电
路。
电子测量领域：用 于测量电阻、电容、 电感等电子元件的 参数
通信工程领域：用 于实现信号的传输、 处理和调制
电力工程领域：用 于高压、大电流电 路的测量和控制
汽车工程领域：用 于汽车电子控制系 统和发动机的参数 测量和故障诊断
定义：双臂电桥是一种测量电阻的装置，由电源、比较臂、被测电阻和标准电阻组成 工作原理：通过比较臂和被测电阻之间的电压差来测量电阻 特点：精度高、稳定性好、测量范围广 应用：在物理学、电子学等领域有着广泛的应用
定义：高精度电 桥是指测量电阻 值精确度较高的 电桥，通常采用 精密电阻和先进 的测量技术。
直流电桥的组成：由电源、电阻、开关和测量仪表等组成 直流电桥的工作原理：通过调整电源电压和电阻值，使电桥平衡，从而测 量出电阻值 直流电桥的优点：测量精度高、稳定性好、操作简便等
直流电桥的应用：在物理学、化学、工程学等领域都有广泛的应用
直流电桥测电阻的基本原理 直流电桥的平衡条件 测量误差的分析 实验注意事项
准备电源、电桥、 电阻箱、导线等 实验器材
了解电桥的基本 原理和平衡条件
确定测量范围和 精度要求
掌握正确的操作 方法和注意事项
接入方式：采用四线制连 接，保证测量精度
接入位置：选择合适的桥 臂位置，以减小误差
接入方法：采用分压或分 流方式接入桥臂
注意事项：注意接入桥臂 的极性，避免出现错误
调节电桥平衡的目的：消除误差， 提高测量精度
用并进行检查和维修
电阻、电容、电感等电子元件的测量
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电桥的基本工作原理
万用电桥的基本组成框图
根据被测电阻的大小分两种情况进行测量。 (1)被测电阻R≤10Ω 时，测量选择开关S、S′分别接 “1”、“1′”位置，电桥的电源采用内1kHz的音频振荡 源，电桥的输出电压经放大后送入电表进行指示。在测量 低阻值电阻时，采用仪器内部的低频信号源作测量信号源， 以提高测量灵敏度。 (2)被测电阻R＞10Ω 时，测量选择开关S、S′分别接 “2”、“2′”位置，电桥的电源采用9V直流电源，电桥 的输出不平衡信号电压通过调制器将直流信号调制成交流 信号，再经放大器放大后送入电表进行指示。
、 、 、
电桥的基本工作原理
调节电桥的桥臂参数，使检流计指示为零，则电桥 达到平衡。可得 这就是交流电桥的平衡条件，即相对两桥臂上的阻 抗的乘积相等则被测阻抗为：
必须指出，这里的 亦可写成
、 、 、
是复阻抗，所以
电桥的基本工作原理
一般情况下交流电桥的平衡条件有两个：一个是振幅平 衡条件，一个是相位平衡条件。要使电桥完全平衡，两个条 件就必须同时满足。因此，实际电路中必须有两个可调节的 元件。 在交流电桥中，必须按一定的方式配置桥臂的电抗， 才有可能使电桥处于平衡状态。为使电桥结构简单，调节方 便，通常将其中的两个桥臂做成纯电阻。电抗的配置方式应 遵循如下规律：若两相邻桥臂为纯电阻，则另外两桥臂应是 同性质的电抗（同为感性或同为容性）；若某一对角桥臂为 纯电阻，则另外一对角桥臂应是异性电抗。
由 、 、 、 组成四个桥臂， 为被测电阻，其 它三个电阻为标准电阻。P是检流计,用于指示电桥的平衡状
态。调节一个或几个桥臂上的标准电阻，使检流计指示为
零，表示电桥此时达到平衡状态。 电桥平衡时，相对两桥臂上的电阻的乘积相等。则被测 电阻为：
直流双臂电桥工作原理
直流双臂电桥的工作原理直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，其工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。
Rx和Rn各有两对端钮，C1和C2、Cn1和On2是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端钮。
接线时必须使被测电阻Rx只在电位端钮P1和P2之间，而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。
比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在lOΩ以上。
在结构上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调节电阻，以便改变R1或R2'的同时，R1'和R2'也会随之变化，并能始终保持测量时接上RX调节各桥臂电阻使电桥平衡。
此时，因为Ig＝0，可得到被测电阻Rx为图1 直流双臂电桥工作原理电路可见，被测电阻Rx仅决定于桥臂电阻Rz和R1的比值及比较用可调电阻Rn 而与粗导线电阻r无关。
比值R2/R1称为直流双臂电桥的倍率。
所以电桥平衡时被测电阻值=倍率读数×比较用可调电阻读数因此，为了保证测量的准确性，连接Rx和Rn电流端钮的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。
只要能保证，R1、R1'、R2和R2'均大于1OΩ，r又很小，且接线正确，直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻与接触电阻的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
实验简介电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ以上)、中电阻(1Ω ～100KΩ)和低电阻(1Ω 以下)三种。
一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1Ω，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。
对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102 Ω电阻的测量。
直流电桥的工作原理和应用
定 在电 位 ２ 此 待 调 Ｐ为
工作 原理 应 用
电桥 是 把 电阻 、电 感 和 电容 等 元 件 参 数 转 换 成 电压 或 电 流 的一 种 测 量 电 路 。这 种 测 量 电路 简单 直 接 ， 精度 和灵 敏 度 且 较 高 ， 检测 系统 中有 着 极 为 广 泛 的应 用 。 文 主要 介 绍 了 由 在 本 电阻 类 元 件 组 成 的 直流 电桥 的工 作 原 理 和 相 关 应 用 。 直流 电桥 工 作 原 理 如 图一 ， 中Ｒ 、 —Ｒ 、 成 电 桥 的 四个 臂 ， 入 电 源 图 Ｒ Ｒ 组 输
二 、 流 电桥 的 应 用 直 １平 衡 状 态 的 应 用 ． 测 电 阻 ： 图一 的 电桥 电路 中 ， Ｂ 接 一 检 流 计 ． 中Ｒ 在 Ａ、 间 其 为 待 测 电 阻 ， Ｒ 为 阻 值 已知 的 固定 电 阻 ， ， 精 密 可 调 电 Ｒ 、 Ｒ为
Ｒ
测 荷 重 ： 自动 检 测 中 常 用 电 阻 应 变 式 传 感 器 ． 要 由 电 在 主 阻 应 变 片 和 桥 式 测 量转 换 电路 构 成 。 图一 ， 桥 臂上 为 四个 如 设 电 阻 应 变 片 ，每 个 电 阻 应 变 片 的 电 阻 相 对 变 化 量 与 其 轴 向应 变 成 正 比 ， ＝ ＝ ｓ 即 Ｋ 通 常 令 拉 应 变 为 正 ， 应 变 为 负 。其 中 压
一
器 ， 指 针 指 在 ３ ℃上 ； 后 加 入 热 水 ， 热 平 衡 后 ， 温 为 使 ２ 然 使 水 ５ ℃ ， 节 Ｒ １ 调满 度 电 位 器 ， 指 针 指 在５ ℃ 上 ； 加 入 冷 ０ 调 Ｐ为 使 ０ 再 水 ， 渐 降 温 ， 查 示 数 范 围 内各 刻 度 的 准确 性 。此 过 程 称 为 逐 检 标 定 。如 热 敏 电 阻所 在 处 的温 度 变 化 为 ３ ℃ ， 阻 值 也 会发 生 ９ 其 改 变 ． 而 使 电桥 处 于 不 平 衡 状 态 ， 流 计 中有 电 流 输 出 ， 从 电 其 指 针 即 指 到 刻 度 盘标 定 的３ ℃ 的位 置 处 ， 现 实 时 读 取 。温 度 ９ 实 越 高 ， 得 热 敏 电 阻 阻 值 改 变 越 大 ， 流 计 中 电 流 输 出越 大 ， 使 电 指 针 偏 转 越 大 ， 示 的温 度 就 越 高 。 指
直流双臂电桥工作原理
直流双臂电桥的工作原理直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，其工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。
Rx和Rn各有两对端钮，C1和C2、Cn1和On2是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端钮。
接线时必须使被测电阻Rx只在电位端钮P1和P2之间，而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。
比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在lOΩ以上。
在结构上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调节电阻，以便改变R1或R2'的同时，R1'和R2'也会随之变化，并能始终保持测量时接上RX调节各桥臂电阻使电桥平衡。
此时，因为Ig＝0，可得到被测电阻Rx为图1 直流双臂电桥工作原理电路可见，被测电阻Rx仅决定于桥臂电阻Rz和R1的比值及比较用可调电阻Rn 而与粗导线电阻r无关。
比值R2/R1称为直流双臂电桥的倍率。
所以电桥平衡时被测电阻值=倍率读数×比较用可调电阻读数因此，为了保证测量的准确性，连接Rx和Rn电流端钮的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。
只要能保证，R1、R1'、R2和R2'均大于1OΩ，r又很小，且接线正确，直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻与接触电阻的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
实验简介电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ以上)、中电阻(1Ω ～100KΩ)和低电阻(1Ω 以下)三种。
一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1Ω，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。
对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102 Ω电阻的测量。
直流电桥 工作原理
直流电桥工作原理直流电桥是一种电子测量仪器，常用于测量电阻、电容和电感等元件的物理量。
它的工作原理基于电桥平衡条件，即桥路中的电流为零时，桥路两边电压相等。
本文将详细介绍直流电桥的工作原理及其应用。
一、电桥平衡条件及原理直流电桥由四个电阻或电容或电感元件组成，分别为R1、R2、R3和R4。
电桥的工作原理是通过调节其中一个元件的物理量，使得电桥平衡，即使电桥两边的电压相等。
在电桥平衡时，根据基尔霍夫定律可以得到以下关系：R1/R2 = R3/R4当电桥平衡时，桥路中的电流为零，根据欧姆定律可以得到以下关系：R1/R2 = R3/R4 = U1/U2其中，U1和U2分别为电桥两边的电压。
二、直流电桥的工作过程1. 调节元件：首先，通过手动或自动调节其中一个元件的物理量，使得电桥失去平衡状态。
调节过程中，可以通过观察电桥两边的电压变化来判断平衡状态。
2. 检测电压：接下来，使用电压检测仪器测量电桥两边的电压。
通常使用示波器或电压表进行测量。
3. 判断平衡：根据测量结果判断电桥是否平衡。
如果电桥两边的电压相等，则电桥处于平衡状态；如果电压不相等，则电桥处于失衡状态。
4. 调节至平衡：如果电桥失去平衡，需要再次调节其中一个元件的物理量，使得电桥重新平衡。
重复以上步骤，直到电桥平衡。
三、直流电桥的应用1. 电阻测量：直流电桥可以用于测量电阻值。
通过调节其中一个电阻元件的物理量，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算电阻值。
2. 电容测量：直流电桥可以用于测量电容值。
通过调节其中一个电容元件的物理量，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算电容值。
3. 电感测量：直流电桥可以用于测量电感值。
通过调节其中一个电感元件的物理量，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算电感值。
4. 温度测量：直流电桥可以用于测量温度。
通过调节电阻元件的温度系数，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算温度值。
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”。
直流电桥的原理和应用
实验四直流电桥的原理和应用【背景知识】直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。
按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）；非平衡电桥则是通过测量电桥输出（电压、电流、功率等）并进行运算处理，得到待测电阻值。
直流电桥还可用于测量引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等，在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。
平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量。
【实验目的】本实验采用FQJ 型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以下内容：(1)直流单臂电桥（惠斯通电桥）测量电阻的基本原理和操作方法；(2)非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法；(3)根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法。
【实验原理】1.平衡电桥单臂直流电桥是平衡电桥，又称惠斯通电桥，其电路见图4.4.1。
其中1R 、2R 、3R 、4R 构成一电桥，A 、C 两端加一恒定桥压S U ，B 、D 之间有一检流计PA ，当电桥平衡时，B 、D 两点为等电位，PA 中无电流流过，此时有AB AD U U ，41I I ，32I I ，于是有3421R R R R （4.4.1）图4.4.1惠斯通电桥如果R 4为待测电阻R X ，R 3为标准比较电阻，则有1332X R R R K R R & &（4.4.2）其中21/R R K ，称其为比率（一般惠斯登电桥的K 有001.0、01.0、1.0、1、10、100、1000等。
本电桥的比率K 可以任选）。
根据待测电阻大小，选择K 后，只要调节3R ，使电桥平衡，检流计为0，就可以根据（4.4.2）式得到待测电阻X R 之值。
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直流电桥工作原理
直流电桥是一种常用的电路实验仪器，主要用于测量电阻、电容和电感等基本电路元件的参数。
它的工作原理基于电桥平衡条件的原理，通过调节电桥中的元件来达到平衡状态，从而测量出待测元件的参数。
电桥由四个电阻组成的电路网络构成，它们分别是两个比较电阻、待测电阻和一个可调电阻。
其中，比较电阻是已知的，待测电阻是需要测量的，可调电阻用于调节电桥平衡状态。
电桥的工作原理是利用电桥平衡条件来测量待测电阻的阻值。
电桥的平衡条件是指电桥中电流的平衡状态，即电桥中的电流为零。
在平衡状态下，电桥两个端点的电位差为零，即两个相邻的节点电位相等。
根据欧姆定律，电流通过电阻的大小与其两端的电位差成正比，因此在平衡状态下，电桥中的电流通过各个电阻是相等的。
根据这一平衡条件，可以推导出电桥中各个电阻之间的关系。
当电桥达到平衡状态时，可以根据电桥中的电流和电压关系来计算待测电阻的阻值。
根据电桥电压分配定律，电桥中各个电阻上的电压之比等于它们的电阻之比。
因此，在平衡状态下，电桥中的电阻满足以下关系：
R1 / R2 = R3 / R4
其中，R1和R2是比较电阻的阻值，R3是待测电阻的阻值，R4是可调电阻的阻值。
通过调节可调电阻的阻值，使得电桥达到平衡状态，即R1 / R2 = R3 / R4，这样就可以计算出待测电阻的阻值。
除了测量电阻，电桥还可以用于测量电容和电感等元件的参数。
对于电容，可以将待测电容与已知电容串联或并联，通过调节可调电阻使电桥平衡，从而测量待测电容的值。
对于电感，可以将待测电感与已知电感串联或并联，同样通过调节可调电阻使电桥平衡，从而测量待测电感的值。
总结起来，直流电桥通过调节电桥中的可调电阻，使电桥达到平衡状态，从而测量待测元件的参数。
它的工作原理基于电桥平衡条件，利用电桥中电流的平衡状态来推导出待测元件的阻值、电容值或电感值。
通过合理选择比较元件和调节可调电阻，可以实现对不同类型的电路元件进行准确的测量。
直流电桥作为一种简单而有效的测量仪器，被广泛应用于实验室和工程领域。