用惠斯登电桥测电阻ppt课件
《惠斯登电桥》PPT课件 (2)
• 运放的输出使两 个检测电的电压 相等，使输出vo
传感技术及应用与x呈线性关系。7
§ 3-4-3传感器电桥的校准和平衡
• 用并联电阻Rc来确定S。
开关断开时，对于x=0.调节Ra，使vo=0。
开关闭合后，输出偏转等于R3改变x所产生的偏转：
RoRc/(Ro+Rc)=Ro(1+x)
R3=R4 (R2/R1)
（a)惠斯登电桥采用的比较测量法
• 与电源电压，电流无关 • 与电流检测器类型和阻抗无关 • 电源和电流检测术及应用
2
（b)消除接触电阻对平衡产生的影响
• 远距离使用传感器
• 采用3引线方式消除导线的影响， 如左图所示。
• 采用一组3引RR线w3测量1多个RR传14感器 ，
传感技术及应用
5
• 对金属应变片而言，x很少超过0.02。为 改善灵敏度，通常k=1。由于x很小，一般 忽略电压输出公式分母中的x。
由上述条件，可得
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传感技术及应用
6
§ 3-4-2电阻式传感器电桥的模拟线性化
• 运放的输出vo使两个检测点的电 压相等，使输出vo与x呈线性关系 。 vo=-Vr x / 2
• (a)差值与多路传感器测量
左图的电路的不同支路上各 加入两个传感器对差值进行测量。输 出电压为
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传感技术及应用
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两个如图放置在构件上的两个应变片将产生以下输出
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传感技术及应用
10
受到大小相同、负号相反的 应变，如右图所示连接的两个应变将 产生下列电压输出：
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传感技术及应用
《惠斯登电桥测电阻》课件
实验结果可靠性分
析
通过重复实验、对比不同实验条 件下的结果等方式，对实验结果 的可靠性进行了评估。
结果与理论值比较
将实验结果与理论值进行了比较 ，分析了实验结果与理论值的差 异及原因。
结论总结
实验结论
根据实验结果和分析，得出了关 于惠斯登电桥测电阻的结论，包 括电桥的平衡条件、测量精度等
《惠斯登电桥测电阻》ppt课件
contents
目录
• 惠斯登电桥测电阻的原理 • 实验器材与操作 • 数据处理与误差分析 • 实验结果与结论 • 实验思考与拓展
01
惠斯登电桥测电阻的原理
惠斯登电桥的构成
电源提供稳定的直流电压或 直流电流。
惠斯登电桥由电源、开关、 可调电阻、比较臂和被测电
阻组成。
03
数据处理与误差分析
数据处理方法
平均值法
对多次测量的数据进行平 均，以减小随机误差。
差分法
通过对比不同条件下测量 结果的差异，消除系统误 差。
曲线拟合法
将测量数据与已知理论曲 线进行拟合，找出最佳拟 合参数。
误差来源分析
测量仪器误差
测量设备的精度限制和老化等因素可能导致误差。
环境因素பைடு நூலகம்差
温度、湿度、气压等环境因素的变化可能影响测量结果。
调节电桥平衡
通过调节比较臂和测量臂的电 阻值，使电桥达到平衡状态。
数据记录与处理
将实验数据记录在实验报告中 ，并进行数据处理和分析。
实验注意事项
01
02
03
注意安全
实验过程中应避免触电或 短路，确保电源开关处于 关闭状态。
应变测试技术——电阻应变片ppt课件
三相电表电费计算公式
三相电表电费计算公式：
单价（元）=电费总额÷总用电量；
电费总额（元）=总用电量（度）×单价（元）；
峰谷费用（元）=峰电量（度）×峰单价（元）+谷电量（度）×谷单价（元）；
总电费（元）=峰谷费用（元）+月度服务费（元）+附加费（元）+电
调节服务费（元）+电度损耗费（元）；
电度损耗费（元）=实际用电量（度）×电度损耗率（%）×单价（元）。
用惠斯通电桥测电阻课件
【实验目的】
• 1．了解桥式电路的基本结构及测电阻的
原理
• 2．掌握桥式电路的连接和调节电桥平衡
的方法
• 3．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻
【实验仪器】
旋转式电阻箱，检流计，滑
线变阻器，比例电阻盒，待
测电阻盒，开关，直流稳压
电源。
QJ-23型箱式电桥
【实验原理】
• 如果将待测电阻Rx与标准电阻并联到电
• 11.检流计指针偏向一边：原因可能是电桥 的比率臂（倍率）选得不恰当。若是比率臂
选择不当，则改变比率臂的值就能使指针偏 向另一边。如果不论比率臂和比较臂Rs取什 么值，指针总向一边偏转。设电流总是从D 流向B，则四个桥臂中必是有一个桥臂断开， 或者两个正对的桥臂同时断开。这种故障只
要用一根完好的导线就可能检查出来（检查 前必须先增大Kn的值，以减小电路的工作 电流）。
• 检流计的误差公式：
‘仪
0.2CRs n
，式
中C为倍率，ΔRs为电桥平衡后刻度盘示值
的微小改变量；Δn为改变ΔRs后检流计指
针偏离平衡位置的格数。根据箱式电桥的
不确定度公式，求出各自的不确定度，并
写出结果表达式。
【实验教学指导要点】
• 1．自组电桥接线时，应先接四个桥臂，
再接桥支路，最后接入电源。 • 2．用电桥测电阻之前，必须先用万用表
• 为了测量方便，箱式电桥上、比例系数 C= R1/R2取成固定比率(倍率)。测量时 先确定C，然后调节Rs使电桥平衡，由 公式Rx= CRs得到测量结果。
【实验内容及步骤】
• 一．用自组电桥测电阻 • 1．合理布置仪器，按线路图接线，打开
工作电源，调输出电压为5.0V。
• 2．取R1::R2=1:1，用万用表粗测Rx值 ( RX ≈20Ω)，调 Rs≈Rx，并使Rn阻值最 大。接通电源，合闸刀K1，用万用表检 测AB和AD两电压，调Rs使之约等；点 按检流计电计钮，调Rs使电桥平衡(检流 计无电流通过)。调Rn阻值最小，合闸刀 K0(使保护电阻短路)，再次点按检流计 电计钮，微调Rs使电桥完全平衡，记Rs 的示值（即Rx值）。
惠斯khi登电桥测电阻
惠斯登电桥测电阻1.电桥测电阻的原理是什么？如何判断电桥平衡？具体操作时如何实现电桥平衡？2.用什么方法修正自组电桥的系统误差？3.什么是电桥的灵敏度？如何决定电桥灵敏度不够而引入的误差？4.如何根据检流计指针的偏转方向（桥上电流的流向）判断R S 值是偏大还是偏小？5.当惠斯登电桥达到平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡？试证明之。
6.用惠斯登电桥测电阻，比率臂电阻R A 、R B 应怎样选取才能保证测量有较高的准确度？7.如果取比率臂电阻R A =R B ，调节R S 从0到最大，检流计指针始终偏向一侧，这说明什么问题？应做怎样的调整，才能使电桥达到平衡？8.欲提高惠斯登电桥的灵敏度，主要有哪几种方法？ 9.如图2，试说明电桥上电阻R M 的作用是什么？实验中K 2应如何操作？10.将比率臂电阻R A 、R B 换成精度不高的碳膜电阻，测待测电阻R X ，能否得到理想的结果？为什么？水利监理实施细则资料汇总目录1 设计文件、图纸审核监理实施细则 (1)2 工程施工测量监理实施细则........................................................... 错误！未定义书签。
3 建筑材料质量监理实施细则........................................................... 错误！未定义书签。
4 原材料及混凝土检测试验监理实施细则....................................... 错误！未定义书签。
5 土石方开挖工程监理实施细则....................................................... 错误！未定义书签。
6 土石方填筑工程监理实施细则....................................................... 错误！未定义书签。
电桥电路PPT课件
【解析】电桥的平衡条件如图2-11-5所示。
1 3
电桥平衡时，邻臂电阻的比值相等或对臂电阻的乘积相等，即 2 = 4 或R 1 R 4 =R 2 R 3
。惠斯通电桥有多种形式，常见的为滑线式电桥。本题中 =
70
30
R= ×60=140Ω。
（即令电压源短路、电流源开路）的等效电阻。
本章考点总结
两种实际电源模型的等效变换
实际电源可用一个理想电压源E和一个电阻0 串联的电路模型表示，也可用一个理想电流源 和
一个电阻 并联的电路模型表示，对外电路来说，二者是相互等效的，等效变换条件是
0 = , = 或 = /0
惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，其原理如图2-11-1所示。
1 、2 、3 为可调电阻，并且是阻值已知的标准精密电阻。4 为被测电阻，当检流计的指针
指示到零位置时，称为电桥平衡。此时，B、D两点为等电位，被测电阻为
2
4 =
1 3
惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。
知识点精讲
直流电路
考纲解读
一、最新考纲要求
1.掌握电桥平衡的条件，记住计算公式；
2.理解电桥电路的应用。
二、考点解读
必考点：电桥平衡的条件的公式。
重难点：惠斯通电桥法测量电桥平衡时，邻臂电阻的比值相等，或对臂电阻的乘积相等。
1 3
=
1 4 = 2 3
2 4
2.应用
动势的代数和，即
∑ = ∑
本章考点总结
支路电流法
以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，解出各支路电
直流电桥.ppt
故下式成立：
UAB=UAD，I1=I4，I2=I3
于是有：
I1R1=I2R2，I3R3=I4R4
R1 R3 R2 R4
R4为待测电阻RX，R3为标准比较电阻，式中K=R1/R2，称为比率，一 般惠斯登电桥的K有0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000等。根据
待测电阻大小，选择K后，只要调节R3，使电桥平衡，检流计为0，就 可以得到待测电阻RX之值。
(2)预调平衡，将功能转换开关转至电压输出挡，待测电阻接至RX， R1、R2调至62Ω ，调节R3等于R ，然后G、B开关处于接通(按下) 状态，微调R3，使输出电压。
(3)开始升温，每3℃测量1个点，同时读取温度t和输出电压U0(t) ，
记入数据表中。
实验要求：
求出各点之ΔR(t)和R(t)值，作R(t)-t图，用最小二乘法求0℃时的电阻 值R0和α。
U0
U BC
U DC
R4 R1 R4
Us
R3 R2 R3
Us
(
R2 R1
R4 R4
)(
R1 R2
R3 R3
)
U
s
当满足条件R1R3=R2R4时，电桥输出U0=0，即电桥处于平衡状态。为了
测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调至平衡，称为预调平衡。
若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻R4=Rx，则当R4→R4+△R时，因电桥
(2)卧式电桥R1=R4=R，R2=R3=R′，且R≠R′则:
U0
Us 4
R立式电桥R1=R2=R′，R3=R4=R，且R≠R′则:
RR' R
1
实验6用惠斯登电桥测电阻
实验 直流双臂电桥测电阻电桥测量法是常用的电阻测量方法之一。
平衡电桥是用比较法进行测量的，即在平衡条件下，将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其阻值。
它具有测试灵敏、精确和方便等特点。
电桥电路在自动化仪器和自动控制过程中有许多用途。
电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。
直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥，前者又称惠斯登电桥，主要用于精确测量中值电阻，后者又称凯尔文电桥，适用于测量低值电阻。
交流电桥还可以测量电容、电感等物理量。
本实验仅限于介绍测量中值电阻（10Ω~100k Ω）的单臂电桥。
[实验目的]1．理解并掌握用电桥电路测定电阻的原理和方法。
2．学会自搭电桥，并学习用交换法减小和修正系统误差。
3．学习使用箱式惠斯登电桥测中值电阻。
[实验原理]电桥电路的基本原理要测量未知电阻R x ，可用伏安法。
即测出流过该电阻的电流I 和它两端的电压U ，利用欧姆定律I UR x=得出R x 值。
但是，用这种方法测量，由于电表内阻的影响，无论采用图1（a ）或（b ）所示的哪一种接法，都不能同时测得准确的I 和U 值，即有系统误差存在。
矛盾的焦点是电表有内阻，表内有电流流过。
如何使表内无电流流过，而又能把R x 的阻值测正确？显然用图1是不能实现的！要设计新的电路如图2所示，其基本组成部分是：桥臂（四个电阻R A ，R B ，R s 和R x ），“桥”——平衡指示器（检流计G ）以及工作电源（E ）和开关（K ）。
图1图21．惠斯登直流电桥原理惠斯登直流电桥是直流平衡电桥。
当电阻箱的电阻R s 改变时，可使BC 间的电流方向改变。
R s 为某一数值R s 1时，可使U B >U C ，电流由B 流向C ，G 中指针向某一方向偏转；改变R s 数值为另一数值2sR 时可使U C >U B ，电流由C 流向B ，G 中指针向反向偏转；当R s 改变为21s s s R R R <<（或21s s s R R R >>）中某一值时，恰好使U B =U C，则检流计G 中无电流流过，即I g =0，这时 称为电桥平衡。
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确测量10— 10 6的中值电阻，惠斯登电桥又
称直流单臂电桥。
【实验目的】
• 1．了解桥式电路的基本结构及测电阻的
原理
• 2．掌握桥式电路的连接和调节电桥平衡
的方法
• 3．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻
粗测待测电阻的阻值，并调Rs≈Rx，以 保护检流计。
• 3．自组电桥Rn 调大是减小电流降低G 的灵敏度并保护G，由大调小是经过一 次粗调后提高G的灵敏度。
• 4．自组电桥测量中交换R1和R2是为了消
除比例臂电阻不等值的测量误差，第一次
• 为了测量方便，箱式电桥上、比例系数 C= R1/R2取成固定比率(倍率)。测量时 先确定C，然后调节Rs使电桥平衡，由 公式Rx= CRs得到测量结果。
【实验内容及步骤】
• 一．用自组电桥测电阻 • 1．合理布置仪器，按线路图接线，打开
工作电源，调输出电压为5.0V。
• 2．取R1::R2=1:1，用万用表粗测Rx值 ( RX ≈20Ω)，调 Rs≈Rx，并使Rn阻值最 大。接通电源，合闸刀K1，用万用表检 测AB和AD两电压，调Rs使之约等；点 按检流计电计钮，调Rs使电桥平衡(检流 计无电流通过)。调Rn阻值最小，合闸刀 K0(使保护电阻短路)，再次点按检流计 电计钮，微调Rs使电桥完全平衡，记Rs 的示值（即Rx值）。
• 4. 取R1::R2=1:2, 用万用表粗测Rx值 ( RX ≈20Ω 0)，重复2、3步骤，求出第二个待 测电阻。
• 二．用箱式电桥测电阻
• 1．将电桥上检流计（G）的联接片从“内 接”换到“外接”,用万用表粗测待测电阻 Rx的阻值，并将Rx接入电桥回路。
• 2．选择适当的倍率(C)，粗调四个刻度盘 (Rs)与Rx约等，按下B和G健，微调刻度盘， 使检流计指针为零。此时，电桥达到平衡， 记下Rs的示值和C值。
【实验仪器】
旋转式电阻箱，检流计，滑
线变阻器，比例电阻盒，待
测电阻盒，开关，直流稳压
电源。
QJ-23型箱式电桥
【实验原理】
• 如果将待测电阻Rx与标准电阻并联到电
源上，如图（1）所示，则有：IDRx =IBRS
• ，即 RX=IBRS ID
•图（1）
• 如果两支路的电流 I D 、I B 和标准电阻的
• 惠斯登电桥是最常用的 直流电桥。当B、D两点 间电势不等时，有电流 通过检流计，电桥不平
衡。调节 R S ，使检流计
中电流为零( I G =0)，此 时B、D两点间电势相等， 电桥达到平衡，于是
有 I1R1 I2R, 2
I1Rx I2Rs
I1R1 I2R2 I1Rx I2Rs
Rx
R1 R2
• 3. 在电桥达到平衡基础的上微微改变刻度 盘示值, 使Rs改变为Rs+ΔRs, 观察检流计指 针的偏转情况, 记下检流计指针偏离平衡位 置的格数和ΔRs。
• 4．待测电阻板由2个电阻组成，重复1、2、 3步骤分别测出每个电阻及其串联和并联情 况下的四个阻值。
• 5．箱式电桥误差公式：仪100CRs R 100， 式中α为电桥准确度等级；Rs为测量时刻度 盘示值； R0称为基准值，随测量范围变化， 定义为各量程内最大的10的整数幂。
用惠斯登电桥测电阻
• 桥式电路是最常见的电路，由桥式电路制 成的电桥，是一各种精密的电学测量仪器， 可用来测量电阻、电容、电感和电平等电 学量。并能通过转换测量，测出其它非电 学量，如温度压力、频率、真空度等。
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，在自动控制和 瞬息万变动检测中得到广泛的应用。
• 3．交换R1与R2的位置，重复步骤2，记下 示值R’s，并根据公式 Rx Rs Rs' 求出待测 电阻。由自组电桥不确定度公式计算Rx的 不确定度 U ，写出结果表达式。电阻箱误
R x
差公式 仪 R s % 0 .0N 0 1 5 ，式中α为电
阻箱准确度等级，Rs为测量时电阻盘示值， N为测量时实际使用的电阻盘个数。
Rs
CRs
此式即为本实验的测量
公式。式中C= R1/R2称
为比例系数
• 由测量公式知，当电桥平衡时，四个
桥臂的电阻间有一个简单的关系：两相 对桥臂电阻的乘积相等。
• 显然，Rx可由标准电阻R1、R2 和Rs 求得，与电源的电压无关。所以，电桥测 电阻实质上是比较测量法。由于标准电阻 有很高的精确度，因而用电桥测电阻也有 很高的精确度。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 检流计的误差公式：
‘仪
0.2CRs n
，式
中C为倍率，ΔRs为电桥平衡后刻度盘示值
的微小改变量；Δn为改变ΔRs后检流计指
针偏离平衡位置的格数。根据箱式电桥的
不确定度公式，求出各自的不确定度，并
写出结果表达式。
【实验教学指导要点】
• 1．自组电桥接线时，应先接四个桥臂，
再接桥支路，最后接入电源。 • 2．用电桥测电阻之前，必须先用万用表
1
R
称为
2
比例臂。R S 为比较臂。
R X为待测臂。当BD两点
电势相等时，灵敏电
流计G中无电流通过。
=0.指针I G不偏转，称为
电桥平衡。否则电桥
不平衡。
• 由于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，灵敏电 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。
桥解决了以上两个问题。
他在AB和AD之间用标
准电阻 R1 R2代
替 IB ID 。在BD之间
用灵敏电流计确定两点
等电势。这样由图（1） 改为图（2）的惠斯登电 桥(又称单电桥)。
图(2)
• 由于检流计在BD支
路像“桥”一样架于
BD之间。故称为 电
桥。R 1、R 2 、R S、R X称
为四个桥臂。R
阻值 R S
已知，则可求出
R
。这是从数学
X
表达形式上看。如果从物理实验方面看，
要 是用I D上、式I B求怎样R X测。？还若必用须电解流决表两测个则问不题可：避一
免地存在误差；二是公式是通过并联条件，
即相比较的两电阻 R X 、R S 两端的电压相同
而得到的。怎样确保这个条件？
惠斯登1843年发明的电