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。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率。
实验原理
我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻Rx，电路图如图 1 所示，
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图 2 所示。
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻R i3和R i4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ R i1+ R i2）。当待测电阻Rx小于1Ω时，就不能忽略接触电阻R i1和R i2对测量的影响了。
因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图 5和图 6所示。 标准电阻Rn电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。
由图 5 和图 6 ，当电桥平衡时，通过检流计G的电流I G = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）
(1)
解方程组得
(2)
通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得
成立，则（2）式中
R x和标准电阻R n的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线第二项为零，待测电阻
R i内，则有
(3)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到。为了减小(2)式
中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻R i的阻值(R i<0.001Ω)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。
学习重点
?熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
?掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
?了解金属电阻率测量方法的要点。
实验仪器
本实验所使用仪器有 QJ36型双臂电桥（0.02级）、JWY型直流稳压电源（5A15V）、电流表（5A）、R P电阻、双刀双掷换向开关、0.001Ω标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001Ω)连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计（A C15/4或6型）、千分尺、导线等。
双臂电桥面板
棒材金属测试架
实验内容
用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻虑ρ，先用（3）式测量Rx,再用求ρ。
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为50cm，调节R1，R2为1000Ω,调节R使得检流计指示为0，读出此时R
的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。
2．选取长度40cm,重复步骤1。
3．在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。
4．计算2种长度的和ρ，再求。
5．取40cm长度，计算测量值ρ的标准偏差。
6．将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。
实验电路图
注意事项
?按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电
压头接线顺序。
?先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。
?检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档进行保护。
思考题
?如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，等效电路有何变化，
有什么不好？
?在测量时，如果被测低电阻的电压头接线电阻较大（例如被测电阻远离
电桥，所用引线过细过长等），对测量准确度有无影响？
设计性内容
?
自行设计一种简单易行的测量低电阻方法。将测量结果与双臂电桥测量
结果进行比较与评价。
1）
(1)
解方程组得
(2)
通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得
成立，则（2）式中
R x和标准电阻R n的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线第二项为零，待测电阻
R i内，则有
(3)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到。为了减小(2)式
中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻R i的阻值(R i<0.001 )，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。
直流双臂电桥1
直流双臂电桥测低值电阻 电阻按照阻值大小区分，大致可分三类：在1Ω以下的为低电阻；在1Ω～100k Ω之间的为中值电阻；在100k Ω以上的为高电阻。不同阻值的电阻，测量方法是不尽相同的。用惠斯通电桥测量中值电阻时，可以忽略导线本身的电阻和接点处的接触电阻的影响（总称为附加电阻，一般附加电 阻约为10-3 Ω左右）。若待测R x 是低电阻，则这些附加电阻就不能忽略了。对惠斯通电桥加以改进 而成的双臂电桥（又名开尔文电桥）消除了附加电阻的影响，适用于10-6～102 Ω电阻的测量。常用来测量金属材料的电阻率、电机、变电器绕组的电阻、低阻值线圈电阻、电缆电阻、开关接触电阻以及直流分流器电阻等。 1）实验目的 1． 学习用双臂电桥测低电阻的原理和方法。 2．了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。 3. 测定金属棒的电阻率。 2）简述实验原理 1、 电阻的四端接法 图1中C 1、C 2是电流端，通常接电源回路，从而将这两端的引线电阻和接触电阻折合到电源回路的其它串联电阻中；P 1、P 2是电压端，通常接测量电压用的高电阻回路或电流为零的补偿回路，从而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响大为减少。采用这种接法的电阻称为四端电阻。 2、本实验使用的是QJ44型双臂电桥，其工作原理如图2所示。图2中待测电阻R x 和比较用的标准低电阻R N 均采用四端接法。从电桥中看出，当桥臂电阻R 1、R 2、R 3、R 4取值较大时（>10Ω），与它们对应的导线电阻与接触电阻都可以忽略不计。待测电阻电阻R x 和标准低电阻R N 的电压端P 1、P 1′、P 2、 P 2′的附加电阻由于和高阻值桥臂串联，其影响就大大减少；两个靠外侧的电流端C 1、C 1′的附加电阻串联在电源回路中，对电桥没有影响；两个内侧的电流端C 2、C 2′的附加电阻和连线电路总和为r ，只要适当调节R 1、R 2、R 3、R 4的阻值，就可以消除r 对测量结果的影响。 调节电阻R 1、R 2、R 3、R 4，使流过检流计G 的电流为零，电桥达到平衡，根据基尔霍夫定理得到以下三个回路方程： ??? ???-=+??+?=??+?=?r I I R R I R I R I R I R I R I R I X N )()(23422 3423122311
电桥法原理
实验十八 电桥法测电阻 电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器，被广泛用来精确测量许多电学量和非电量。在自动控制测量中也是常用的仪器之一。电桥按其用途可分为平衡电桥和非平衡电桥；按其使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥;按其结构可分为单臂电桥和双臂电桥。本实验介绍的是直流电桥测量电阻。电阻按阻值的大小大致可分为三类：待测电阻值在１Ｍ?以上的为高阻；在1?至1M ?之间时称为中值电阻，可用单臂（惠斯登）电桥测；阻值在1?以下的为低值电阻，则必须使用双臂电桥（又称开尔文电桥）来进行测量。 一 实 验 目 的 （1）掌握直流电桥测电阻的原理和方法。 （2）学习并掌握双臂电桥测低值电阻的方法。 二 实 验 原 理 用伏安法测电阻时，由于电表精度的制约和电表内阻的影响，测量结果准确度较低。于是人们设计了电桥，它是通过平衡比较的测量方法，而表征电桥是否平衡，用的是检流计示零法。只要检流计的灵敏度足够高，其示零误差即可忽略。 用电桥测电阻的误差主要来自于比较，而比较是在待测电阻和标准电阻间进行的，标准电阻越准确，电桥法测电阻的精度就越高。 1．单臂（惠斯登）电桥的工作原理 单臂电桥线路如图1所示，被测电阻R X (即图中 R 3)与三个已知电阻R 1、R 2、R N 、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个对角线上接电源E ，称为电桥的电源对角线。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。 A C 当 B 、D 两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流，检流计指针指零，这时电桥处于平衡状态。此时 V 0=g I D B V =于是 2 R R N 1R R X = 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为： N X R R R R 2 1= （1） 电阻2 1R R 为电桥的比率臂，称为倍率k ，为 比较臂。以QJ-23型箱式电桥为例，它构造精细，测量范围大(1～),精确度高(在 10～范围内精确度为)，QJ-23型惠斯登电桥面板外形如图2：1-待测电阻接线柱； 2-检流计按钮开关G ； 3-电源按钮开关B ； 4-检流计； 5-检流计调零旋钮；6-左侧3个接线柱是检流计连接端，当连接片接通“外接”时，内附检流计被接入桥路，当连接片连通“内接”时，检流计被短路； 7-外接电源接线柱，箱内为3节2号干电池，约4.5V ，使用时应注意外接电源接线柱是否应短路； 8-比率臂，即上述电桥电路中N R 610ΩΩ5 10%2.0±X R 21R R N R 的比值，直接刻在转盘上； 9-比较臂，即上述电桥电路中电阻箱(本处 为四个转盘)。 2．双臂电桥测低值电阻的原理 用图1所示的单臂电桥测电阻时,其中比例臂电阻R 1、R 3可用较高的电阻, 因此, 与R 1、R 3 相连的导线 7 图2 QJ-23型电桥面板图
惠斯通电桥原理
惠斯通电桥 在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外， 还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流 I 和电阻 两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的 特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量 转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交 流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻 抗的变化进行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101 ~106 Q ）O 对于太小 的电阻 （10"6 ~101 Q 量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大 电阻（107Q 级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表， 而实验室用检流计属于 1惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻 R o 、R i 、R 2、 R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线 连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源， 称为电桥的“电源对角线” 。E 为线路中供电电源，学生 实验用双路直流稳压电源，电压可在 0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流 作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检 流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的 在于保护检流计和改变电桥灵敏度。 电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时， 桥路中的电流I g -0，检流计的指针发生偏转；当 C 、D 两点之间的电位相等时，桥路 中的电流I g =0，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥 处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有： I g =0 U AC =U AD 于是空二邑即R x R 2二R 0R 1 R 0 R 2 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻， 因此，电桥测电阻的计算式为 R x 二邑凤二 KR 。 （1） R 2 电阻R 1、R 2为电桥的比率臂，R x 为待测臂，R 为比较臂，R 。作为比较的标准，实 A 表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 [1 U CB = U DB 1 Rx = 1 R0 I R1 = I R2 1 Rx R x = 1 R1 R 1 1 R0R 0 = 1 R2 R 2
直流双臂电桥讲义
直流双臂电桥讲义 直流双臂电桥测低值电阻 电阻按照阻值大小区分，大致可分三类:在1Ω以下的为低电阻;在1Ω,100kΩ之间的为中值电阻;在100kΩ以上的为高电阻。不同阻值的电阻，测量方法是不尽相同的。用惠斯通电桥测量中值电阻时，可以忽略导线本身的电阻和接点处的接触电阻的影响(总称为附加电阻，一般附加电阻 -3约为10Ω左右)。若待测R是低电阻，则这些附加电阻就不能忽略了。对惠斯通电桥加以改进而成x-62的双臂电桥(又名开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10,10Ω电阻的测量。常用来测量金属材料的电阻率、电机、变电器绕组的电阻、低阻值线圈电阻、电缆电阻、开关接触电阻以及直流分流器电阻等。 【实验目的】 1( 学习用双臂电桥测低电阻的原理和方法。 2(了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。 3. 测定金属棒的电阻率。 【实验仪器】 QJ44型携带式直流双臂电桥，待测电阻若干，直尺，螺旋测微器等。 【实验原理】 1、电阻的四端接法 图1中C、C是电流端，通常接电源回路，从而将这两端的引12
线电阻和接触电阻折合到电源回路的其它串联电阻中;P、P是电12 压端，通常接测量电压用的高电阻回路或电流为零的补偿回路，从 而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响大为减少。采用这 种接法的电阻称为四端电阻。 2、本实验使用的是QJ44型双臂电桥，其工作原理如图2所示。图2中待测电阻R和比较用的x标准低电阻R均采用四端接法。从电桥中看出，当桥臂电阻R、R、R、R取值较大时(>10Ω)，N1234 与它们对应的导线电阻与接触电阻都可以忽略不计。待测电阻电阻R和标准低电阻R的电压端P、xN1P′、P、P′的附加电阻由于和高阻值桥臂串联，其影响就大大减少;两个靠外侧的电流端C、1221C′的附加电阻串联在电源回路中，对电桥没有影响;两个内侧的电流端C、C′的附加电阻和连122线电路总和为r，只要适当调节R、R、R、R的阻值，就可以消除r对测量结果的影响。 1234 调节电阻R、R、R、R，使流过检流计G的电流为零，电桥达到平衡，根据基尔霍夫定理得1234 到以下三个回路方程: 1 I,R,I,R，I,R,11322N,I,R,I,R，I,R ,13243X
直流单臂电桥的工作原理
直流单臂电桥的工作原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如上图所示，图中ac、cb、bd、da四条支路为电桥的四个臂，其中R1（RX）为被测臂，R2、R3构成比列臂，R4称为较臂。在电桥的对角线cd 上连接指零仪表（一般是检流计）另一对角线ab上连接直流电源E。 在电桥投入工作时，先接通电源按钮SB，调节电桥的一个臂或几个臂的标准电阻，使检流计指针指示为零，这时，就表示电桥达到平衡。在电桥平衡时，cd两点的电位相等。 则：Uac=Uad, Ucb=Udb 即：I1R1=I4R4, I2R2=I3R3 将这两式相除，得：I1R1/I2R2=I4R4/I3R3 当电桥平衡时，Ig=0 ∴I1=I2，I3=I4 代入上式得： R1R3=R2R4 上式是电桥的平衡条件。它说明：在电桥平衡时，两相对桥臂上电阻乘积等于另外两相对桥臂上电阻的乘积。根据这个关系，在已知三个臂电阻的情况下，就可确定另外一个臂的被测电阻的电阻值。 设被测电阻RX是位于第一个桥臂中，则RX=R2R4/R3。 图1 单臂电桥原理图R1为被测电阻R2、R3、R4为可调电阻P为检流计E为电池。 单臂电桥的使用方法 1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针调到零位。 2、把被测电阻接在?的位置上。 要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。 3、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。 4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。 5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指?，则需增加比较臂电阻，针指向?，则需减小比较臂电阻。 6、读取数据：比较臂比率臂=被测电阻 7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。 ）从而可以测量R3/R4×（R1=R2数值，当电桥平衡时有：R4、R3、R2通过电桥调节．
直流单臂电桥和直流双臂电桥使用方法及注意事项
直流单臂电桥和直流双臂电桥使用方法及注意事项 电桥是常用仪器，它的主要特点是灵敏度和准确度高，分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥主要用于测量电阻，根据结构不同，又可分为单臂电桥和双臂电桥两种。交流电桥主要用于测量电容、电感和阻抗等参数。万用阻抗电桥兼有直流电桥和交流电桥的功能。I×R 数字测量仪则是一种高性能的自动阻抗测量电桥。 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，图1为它的面板图。 图1 QJ23型直流单臂电桥面板图
①直流单臂面板图说明 a、比率臂转换开关共分七挡，分别是 0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000。 b、比较臂转换开关由四组可调电阻串联而成，每组均有九个相同的电阻，分别为九个1Ω，九个10Ω，九个100Ω，九个1000Ω。调节面板上的四个读数盘，可得到0～99990范围内任意一个电阻值(其最小步进值为1Ω)。 c、被测电阻接线端钮。 d、按钮开关。B为电源开关，G为检流计支路开关。电桥不用时，应将G锁住(顺时针旋转)，以免检流计受振损坏。 e、检流计机械调零旋钮。 f、外接电源接线端钮。 g、检流计短路片及内、外接端钮。当使用机内检流计时，短路片应与“外接”端连接。当使用外接检流计时，短路片应与“内接”端连接。外接检流计从“外接”端与公共端接入。 ②单臂直流电桥测量步骤 a、将检流计锁扣打开，调节机械调零旋钮，使检流计指针指向零。 b、接上被测电阻Rx，根据It阻值范围选择适当倍率，使最高倍率(×1000))示数不为零为宜。 c、测量时，先按下电源按钮“B”，再按下检流计按钮“G”， 若检流计指针偏向“+”，则应增大比较臂电阻；若指针偏向“-”，则应减小比较臂电阻。调解平衡过程中不能把检流计按钮按死，待调
交流电桥的原理和应用
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。 常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。 【交流电桥的原理】 图1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。 图1 交流电桥原理 一、交流电桥的平衡条件 我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪，另一对角线ab 上接入交流电源。 当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有 U ac =U ad U cb =U db 即 I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3 两式相除有 3 34 4221Z I Z I Z I Z I 1 当电桥平衡时，I 0=0，由此可得 I 1=I 2，I 3=I 4 所以 Z 1Z 3=Z 2Z 4 （1） 上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘
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。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率。 实验原理 我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻Rx，电路图如图 1 所示，
直流单臂电桥和直流双臂电桥使用方法及注意事项
直流单臂电桥和直流双臂电桥使用方法 及注意事项 电桥是常用仪器，它的主要特点是灵敏度和准确度高，分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥主要用于测量电阻，根据结构不同，又可分为单臂电桥和双臂电桥两种。交流电桥主要用于测量电容、电感和阻抗等参数。万用阻抗电桥兼有直流电桥和交流电桥的功能。I >R 数字测量仪则是一种高 性能的自动阻抗测量电桥。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（1 Q?1MQ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，图1为它的面板图。 图 1 QJ23 型直流单臂电桥面板图①直流单臂面板图说明a、比率臂转换开关共分七挡，分别是 0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000。b、比较臂转换开关由四组可调电阻串联而成，每组均有九个相同的电阻，分别为九个1Q,九个10Q,九个100Q,九个1000Q。调节面板上的四个读数盘，可得到0?99990 范围内任意一个电阻值（其最小步进值为1Q）。c、被测电阻接线端钮。d、按钮开关。B为电源开关，G 为检流计支路开关。电桥不用时，应将G 锁住（顺时针旋转），以免检流计受振损坏。e、检流计机械调零旋钮。
f、外接电源接线端钮。 g、检流计短路片及内、外接端钮 当使用机内检流计时，短路片应与“外接”端连接。当使用外接检流计时，短路片应与“内接”端连接。外接检流计从“外接” 端与公共端接入。②单臂直流电桥测量步骤a将检流计锁 扣打开，调节机械调零旋钮，使检流计指针指向零。b、接 上被测电阻Rx，根据It阻值范围选择适当倍率，使最高倍率 （X1000））示数不为零为宜。c、测量时，先按下电源按钮“B” 再按下检流计按钮“G；若检流计指针偏向“ +；则应增大比较臂电阻；若指针偏向“-”，则应减小比较臂电阻。调解平衡过程中不能把检流计按钮按死，待调到电桥接近平衡时，才可将检流计按钮锁定进行细调，直至指针调零，电桥达到平衡。d、根据比率臂和比较臂，按下式计算被测电阻Rx的值：Rx=比率臂比率x比较臂电阻使用直流单臂电桥注意事项a、测量前先将检流计指针调零。b、注意测量范围。直流单臂 电桥以测量10- 1MQ电阻为宜。用粗短导线将被测电阻牢固地接至标有“Rx”勺两个接线端钮之间，尤其是测量小电阻时（如小于0.1 Q 时），弓I线电阻和接触电阻皆不可忽略，避免带来很大测量误差。 c、根据被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率。在选择比率臂倍率时，应使比较臂的 4 挡电阻都能用上。这样容易把电桥调到平衡，保证测量结果的有效数字，提高其测量精度。比率臂比率选择如下表3所示。 d、电流线路接通后，按钮不可长时间按下，以免标准电阻
单臂电桥的工作原理(详细)
单臂电桥的工作原理 （1） 单臂电桥的结构及原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如图1（a ）所示。图中被测电阻R x 和R 2、R 3、R 4三个已知电阻连接成四边形。四个 电阻的连接点a 、b 、c 、d 称为电桥的顶点；由这四个电阻组成的支路ac 、cb 、ad 、bd 称为桥臂。在电桥的两个顶点a 、b 之间（一般称为电桥输入端）接一个直流电源，而在电桥的另外两个顶点c 、d 之间（一般称为电桥输出端）接一个指零仪（检流计）。 当电桥电源接通之后，调节桥臂电阻R 2、R 3和R 4，使c 、d 两个顶点的电位相等，即指零仪两端没有电位差，其电流I g =0，这种状态称为电桥平衡。当电桥平衡时，有 Rx=R 2*R 4 / R 3 上式中，R 2 /R 3称为电桥的比率臂，电阻R 4称为比较臂。当电桥 平衡时，可以由R 2、R 3和R 4的电阻值求得被测电阻R x 。为读数方 便，制造时，使R 2 /R 3的值为十进制倍数的比率，如0.1、1.0、 10、100。等。这样，R x 便为已知量R 4的十进制倍数，便于读取被 测量。 用电桥测电阻实际上是将被测电阻与已知标准电阻进行比较来确定被测电阻值，只要比率臂电阻和比较臂电阻R 2、R 3和R 4足够精确，R x 的测量准确度也就比较高。直流单臂电桥的准确度分 为0. 01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0共8个等级。 由于上式是根据I g =0得出的结论，所以指零仪必须采用高灵 敏度的检 流计，以确保电桥的平衡条件，从而保证电桥的测量精度。 （2） QJ23型单臂电桥
电桥的种类很多，图1是常见的便携式QJ23型单臂电桥 的原理电路和面板图，其准确度为0.2级。比率臂R 2 /R 3 由8 个电阻组成，共有7个挡位，分别为“10-3”、“10-2”、“l0-l”、“1”、“10”、“102”和“103”,示于面板左上方的读数盘上，由转换开关换接。比较臂R 4 由4个可调电阻箱串联组成，这4个电阻箱分别由9个1Ω、9个10Ω、9个100Ω、9个1000Ω的电阻组成，它们示于面板右上方的读数盘上，比较臂R4的值由面板上这4个读数盘所示的电阻值相加而得。调节面板上的读数盘，可得到0～9999Ω范围内任意的电阻值。 （a）原理电路图（b）面板图 图1 便携式QJ23型单臂电桥 l一倍率旋钮；2一比较臂读数盘；3～检流计电桥可用内附检流计，也可用外接检流计。在面板左下方有三个接线柱，使用内接检流计时，用接线柱上的金属片将下面两个接线柱短接。检流计上装有锁扣，可将可动部分锁住，以免搬动时损坏悬丝。需要外接检流计时，用金属片将上面两个接线柱短接（即将内附检流计短接），并将外接检流计接在下面两个接线
惠斯通电桥原理
惠斯通电桥原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
惠斯通电桥 在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外， 还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I和电阻两 端的电压U，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点 是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为 电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可 用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进 行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。对于太小的 电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电 阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表， 而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 1．惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R0、R1、R2、R x Array连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有 检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为 电桥的“电源对角线”。E为线路中供电电源，学生实验用 双路直流稳压电源，电压可在0-30V之间调节。R保护为较大 的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取 最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计 和改变电桥灵敏度。
单臂电桥的工作原理(详细)
单臂电桥的工作原理 （1）单臂电桥的结构及原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如图1（a）所示。图中被测电阻R x和R2、R3、R4三个已知电阻连接成四边形。四个电阻的连接点a、b、c、d称为电桥的顶点；由这四个电阻组成的支路ac、cb、ad、bd称为桥臂。在电桥的两个顶点a、b之间（一般称为电桥输入端）接一个直流电源，而在电桥的另外两个顶点c、d之间（一般称为电桥输出端）接一个指零仪（检流计）。 当电桥电源接通之后，调节桥臂电阻R2、R3和R4，使c、d 两个顶点的电位相等，即指零仪两端没有电位差，其电流I g =0，这种状态称为电桥平衡。当电桥平衡时，有 Rx=R2*R4 / R3 上式中，R2 /R3称为电桥的比率臂，电阻R4称为比较臂。当电桥平衡时，可以由R2、R3和R4的电阻值求得被测电阻R x。为读数方便，制造时，使R2 /R3的值为十进制倍数的比率，如0.1、1.0、10、100。等。这样，R x便为已知量R4的十进制倍数，便于读取被测量。 用电桥测电阻实际上是将被测电阻与已知标准电阻进行比较
来确定被测电阻值，只要比率臂电阻和比较臂电阻R2、R3和R4足够精确，R x的测量准确度也就比较高。直流单臂电桥的准确度分为0. 01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0共8个等级。 由于上式是根据I g=0得出的结论，所以指零仪必须采用高灵敏度的检 流计，以确保电桥的平衡条件，从而保证电桥的测量精度。 （2）QJ23型单臂电桥 电桥的种类很多，图1是常见的便携式QJ23型单臂电桥的原理电路和面板图，其准确度为0.2级。比率臂R2 /R3由8个电阻组成，共有7个挡位，分别为“10-3”、“10-2”、“l0-l”、“1”、“10”、“102”和“103”,示于面板左上方的读数盘上，由转换开关换接。比较臂R4由4个可调电阻箱串联组成，这4个电阻箱分别由9个1Ω、9个10Ω、9个100Ω、9个1000Ω的电阻组成，它们示于面板右上方的读数盘上，比较臂R4的值由面板上这4个读数盘所示的电阻值相加而得。调节面板上的读数盘，可得到0～9999Ω围任意的电阻值。
QJ44直流双臂电桥使用说明书
QJ44型直流双臂电桥 使用说明书 一、用途 QJ44型携带式直流双臂电桥，内附集成电路电子检流计和内附工作电源。适用于工矿企业、实验室或车间现场，对直流低值电阻作准确测量。如用来测量金属导体的导电系数、接触电阻、电动机变压器的电阻值，以及其它各类直流低电阻，本仪器按ZBY164-83国家专业标准生产。 环保型QJ44双臂电桥内附稳压源及电子检流计，接上市电即可工作。 二、电桥主要性能 1、准确度等级：0.2级。 2、使用温度范围：5～45℃ 3、量程系数：×0.01、×0.1、×1、×10、×100五档 4、有效量程：0.0001～11欧姆 5、误差附合下式： Elim=± 100C (10 R N +X)Elim —允许误差极限：Ω；C —误差等级指数；R N —基准值；X —标准盘示值。 各含量系数时，C 及R N 取值见表1：量程系数×0.01×0.1×1×10×100等级指数C 10.20.20.20.2基准值R N （Ω） 0.001 0.01 0.1 1 10 6、内附电子检流计系采用集成电路，比采用分立元件的晶体管检流计降低了成本并大大提高了仪器的可靠性与稳定性。检流计灵敏度可自由调节，电子检流计分度值≤1×10-7A/mm ；因此仪器具有足够的灵敏度。 7、电桥的工作电源为1.5伏，电子检流计电源为9伏。8、仪器外形尺寸：300×255×150毫米。9、仪器重量：约4.5公斤 三、线路和结构 1、QJ44型双臂电桥位置图。
（1）集成电路检流计工作电源开关；（2）滑结续数盘； （3）电桥外接工作电源接线柱；（4）步时读数开关； （5）检流计灵敏度调节旋钮；（6）检流计； （7）（11）被测电阻、电流端接线柱；（8）检流计电气调零旋钮；（9）被测电阻、电位端接线柱；（10）倍率读数开关； （12）检流计按键开关；（13）电桥工作电源按键开关。 2、电桥线路 四、使用方法 1、在电池盒内装入1.5伏1号手电筒电池1～5节并联使用和1～2节6F2 2、9伏并联使用。此时电桥就能正常工作。如用外接直流电源1.5～2伏时电池盒内的1.5伏电池应全部取出。
交流电桥测电阻的原理和应用
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。 常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。 【交流电桥的原理】 图1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。 图1 交流电桥原理 一、交流电桥的平衡条件 我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪，另一对角线ab 上接入交流电源。 当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有 U ac =U ad U cb =U db 即 I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3 两式相除有 3 3442 21Z I Z I Z I Z I 1 当电桥平衡时，I 0=0，由此可得 I 1=I 2，I 3=I 4 所以 Z 1Z 3=Z 2Z 4 （1） 上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘
惠斯通电桥原理
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惠斯通电桥 在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I 和电阻两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。对于太小的电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 1．惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为电桥的“电源对角线”。E 为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高 检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。 电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时，桥路中的电流0≠g I ，检流计的指针发生偏转；当C 、D 两点之间的电位相等时，桥路中的电流0=g I ，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有： 于是 2 1 0R R R R x =即102R R R R x = 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻，因此，电桥测电阻的计算式为 002 1 KR R R R R x == （1）
电桥平衡原理
电 桥 按激励电压分:供桥电源电压是直流电压时，称直流电桥；供桥电源电压为交流电压时，称交流电桥。 按工作方式分: 电桥的工作方式有偏差工作方式和调零工作方式。 一、直流电桥 1．平衡电桥 输出电压为： U 0=U BA -U DA =I 1R 1-I 2R 4 = S S U R R R U R R R 434211+-+ =S U R R R R R R R R ) )((43214231++- 由上式可见：若R 1R 3=R 2R 4，则输出电压必为零，此时电 桥处于平衡状态，称为平衡电桥。 平衡电桥的平衡条件为： R 1R 3=R 2R 4 2．非平衡电桥 （1）单臂工作电桥 这里以桥臂电阻R 1作为工作臂，如图4-1。 设R 2=R 3=R 4=R 0，R 1=R 0+ΔR ，其中R 0为一常数，则输出电压为 S O U R R R R R R R R U ) )((43214231++-= 若电桥用于微电阻变化测量，有ΔR 远小于R 0，则 （2）双臂工作电桥 两个邻边桥臂有相同的微电阻变化，如电阻R 1有变化R 0+ΔR ，R 2有变化R 0-ΔR 0，可导出公式 （3）四臂工作电桥 四个桥臂均有相同的微电阻变化，且电阻变化以差动方式增大或减小，满足以下关系： R 1=R 2=R 3=R 4=R 0 ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4=ΔR 其输出电压为 3．讨论 （1）电桥的灵敏度 S O U R R U 0 4?≈S O U R R U 0 2?=S O U R R U 0?= 图4-1直流电桥 S U R R R ?+?=240
在电桥电路中灵敏度定义为 它将ΔR/R 0作为输入，而不是仅把ΔR 当作输入。由此可以求得上述各种电桥的灵敏度分别为S 1=1/4U O ；S 2=1/2U O ；S 4=U O 。 （2）非线性误差 在推导上述公式的过程中，单测量臂的电桥由于在分母上有2ΔR 项，使输出电压的变化与电阻的变化具有非线性误差，在精密测量中要考虑这个非线性误差的影响。 二、交流电桥 1．交流电桥的平衡条件 如图4-2所示为交流电桥。它采用交流电压供电，四个桥 臂可以是电感L 、电容C 或者电阻R ，均用阻抗符号Z 表示。 根据对直流电桥的讨论可以写出 当Z 1Z 3-Z 2Z 4=0 时，电桥输出为零，达到平衡这时有 Z 1Z 3=Z 2Z 4 Z 是复数，可以写成 Z =|Z |e j φ 交流电桥的平衡条件： |Z 1||Z 3|e j （φ1+φ3）=|Z 2||Z 4|e j （φ2+φ4） 可以表示为 |Z 1||Z 2|=|Z 3||Z 4| φ1+φ3 = φ2 +φ4 2、讨论： （1）若电桥中有一对相邻桥臂为电阻，根据平衡条件，其余二桥臂一定为同类的阻抗，同是容抗或者同是感抗。 （2）若电桥中有二对边桥臂为电阻，根据平衡条件，其余二桥臂一定具有异类的阻抗，如果这边是容抗，其对边应为感抗。 （3）如果四个桥臂均为电阻时，φ1=φ3 = φ2 =φ4=0，如果忽略其它因素影响，交流电桥的平衡条件与直流电桥是完全一样的。 R R U S O ?=U Z Z Z Z Z Z Z Z U O S =-++13241234()() 图4-2 交流电桥
电桥放大器的原理与应用
电桥放大器的原理及应用 摘要：在非电量测量仪器中经常采用电阻传感器,通过对电阻传感器中电阻的相对变化的测量来检测一些非电量。电阻传感器都是通过电桥的连接方式,将被测非电量转换成电压或电流信号，并用放大器做进一步放大。这种由电阻传感器电桥和运放组成的运放电路被称为电桥放大器。电桥放大器是非电量测试系统中常见的一种放大电路[1]。本文将主要介绍电桥放大器的原理、应用及应用中出现的问题和解决办法。 关键词：电桥放大器；非电量测量；非线性误差 The Principle and Application of the Bridge Amplifier Abstract:Resistive sensors are often used in non-power measuring instruments and the measurement of the resistor's relative change in resistive sensor can be used to detect some of the non-electricity. Resistive sensors are based on the connection of the bridge and the measured non-electricity is converted into a voltage or current signal and then amplifier further amplification. The op amp circuit composed of resistive sensor bridge and op amp is called Bridge Amplifier. Bridge Amplifier is a common kind of amplifier circuit in a non-electricity test system.This article will focus on the Bridge Amplifier's principles,applications,application problems and solutions. Keywords: Bridge amplifier；Non-power measurement；Nonlinearity error 引言 在现代电子技术的发展中，电子检测技术得到了广泛的应用，在非电量的检测中, 常常使用电阻传感器将一些非电物理量如压力、光、热、湿度、流量等转换为电阻量的变化, 然后再转换为电压进行测量。由于传感器的变化量常常是在一个参考状态的初始值基础上进行变化, 为了获取纯变化量, 一般利用电桥电路来抑制初始值。在电桥电路的输出较小时, 又需要用集成运算放大器与之配合, 这样就形成了应用广泛的电阻电桥传感放大器[2]。本文将对电桥放大器做一些研究，先阐述其基本原理，然后再讨论其应用及在应用中出现的问题和解决方法。 1 电桥放大器
直 流 双 臂 电 桥
直流双臂电桥 ⑴电路结构和工作原理 直流双臂电桥，用于测量低值（1欧以下）直流电阻。 如果低值电阻仍使用单臂电桥测量，则因Rx很小，而R2、R3、R4也必然很小，四个臂相联接的接点处的接触电阻值和接线电阻值都不容忽略，会使测量结果造成极大的误差。而双臂电桥则解决了这些问题。 图3-2-2是直流双臂电桥原理电路，图3-2-3为QJ44型直流双臂电桥原理电路。 被测小值电阻Rx和比较臂小值电阻Rn，都使用了两种接头：电位接头P1和P2；电流接头C1和C2。Rx及Rn的值是两个电位接头P1和P2间的值。比率臂有两个，R1与R2、R1'与R2'，
它们各自的电阻值均为中值电阻，电位接头的接触电阻和其接线电阻对它们而言可忽略不计。电桥平衡时（检流计指零时）有 且r很小很小(粗连线) ⑵使用操作步骤和方法。双臂电桥的操作方法与单臂电桥基本相同。 ①在电池盒内装入1.5V１号电池4～6节并联，或用2节6F2、9V并联使用。此时电桥就正常工作。如用外接直流电源1.5V～2V时，盒内电池应先全部取出。 ②“B1”开关扳到通位置，等稳定后(约５分钟），调节检流计指针在零位。 ③灵敏度旋纽应放在最低位置。 ④将被测电阻按四端联结法，接在电桥相应的C1，P1，P2，C2的接线柱上，如图3-2-4所示，AB之间为被测电阻。 ⑤估计被测电阻值大小，选择适当倍率位置，先按“G”按钮，再按“B”按钮，调节步进读数和滑线读数，使检流计指在零位置上。如发现检流计灵敏度偏低，应增加其灵敏度，移动滑线盘４小格，检流计指针偏离
零位约１格，就能满足测量要求。在改变灵敏度时，会引起检流计指针偏离位，在测量时，随时都可以调节检流计零位。被测电阻按下式计算：被测电阻值＝倍率读数×（步进读数＋滑线读数） ⑶使用注意事项： ①在测量电感电路的直流电阻时，应先按下“B”按钮，再按“G”按钮。断开时，应先断开“G”按钮，且断开“B”按钮。 ②测量0.1欧姆以下阻值时，“B”按钮应间歇使用。 ③在测量0.1欧姆以下阻值时，C1、P1、P2、C2接线柱到被测电阻之间的连接导线电阻为0.005～0.01Ω，测量其它阻值时都连接导线电阻不大于0.05欧。 ④电桥使用完毕后，“B”与“G”按钮应松开。“B1”开关应扳向“断”位置，避免浪费晶体管检流计放大器工作电源。 ⑤如电桥长期搁置不用，应将电池取出。 被测电阻范围与倍率位置选择按下表： 表3-2-2 倍率选择