应用非平衡电桥测量热敏电阻的温度
目录一、题目： (2)二、摘要： (2)三、正文引言： (2)主体实验目的： (3)实验内容： (3)实验仪器： (3)实验原理： (3)实验过程及数据处理： (7)四、绪论： (10)五、参考文献： (10)六、附录： (10)应用非平衡电桥测量热敏电阻的温度摘要本次实验目的在于掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同。
掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法，及学习与掌握根据不同被测对象灵活选择不同的桥路形式进行测量。
最终掌握非平衡电桥测量温度的方法，并类推至测非电量。
实验用非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性并以热敏电阻为传感器结合非平衡电桥设计测量范围为10~70℃的数显温度计。
实验采用重要的物理方法测量热敏电阻的温度，即非平衡电桥。
非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如本次实验的温度。
引言大学物理实验已经完成了，回想过去两个学期的实验课程，感觉自己真的收获不小。
通过自己动手做实验发现了自身存在的问题，大学物理实验不仅给了我一次亲身实践的机会，更重要的是它教会了我独立思考问题，并解决问题的方法。
在即将结束的试验中，我又一次得到独立完成物理实验课程设计的机会，应用非平衡电桥测量热敏电阻的温度。
直流电桥的种类很多，按测量范围分为：高阻电桥、中阻电桥、低阻电桥；按使用条件分为：实验室型和携带型；按线路结构分为：单臂电桥、双臂电桥、单双臂电桥等；按平衡方式分为：平衡电桥和非平衡电桥。
我这次做的是有关非平衡电桥的试验，在多方查找资料和上网搜索的基础上，在对非平衡电桥的理解和运用上有了一些收获。
主体主体是课程设计论文的主要部分,其内容包括以下几个方面电桥是一种比较式仪器，将被测量与已知量进行比较从而获得测量结果，所以测量精确度比较高。
在电测技术中，电桥被广泛地用来测量电阻、电感、电容等参数；在非电量的电测法中，用来测量温度、湿度、压力、重量以及微小位移等。
电桥有直流电桥和交流电桥之分。
直流电桥的种类很多，按测量范围分为：高阻电桥、中阻电桥、低阻电桥；按使用条件分为：实验室型和携带型；按线路结构分为：单臂电桥、双臂电桥、单双臂电桥等；按平衡方式分为：平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥可以准确地测量电阻，惠斯通电桥是通过检流计示零方法，即电桥平衡方法测量桥臂上某个电阻阻值固定的电阻。
但在许多场合下桥臂上某个电阻是传感元件，其阻值受外界环境如温度、压力、光强等变化而变化，电桥通常是不平衡的，有电压或电流输出，此类电桥我们称非平衡电桥。
如果将平衡电桥电路中的待测电阻换成一个电阻型传感器，在某一条件下，先调整电桥达到平衡，当外界条件改变时，传感器阻值会有相应变化。
这时电桥不再平衡，桥路两端的电压随之而变。
由于桥路的非平衡电压能反映出桥臂电阻的微小变化，因此通过测量非平衡电压可以检测外界物理量的变化。
一、实验目的1、掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同2、掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法3、学习与掌握根据不同被测对象灵活选择不同的桥路形式进行测量4、掌握非平衡电桥测量温度的方法，并类推至测其它非电量 二、实验内容1、用非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性2、用热敏电阻为传感器结合非平衡电桥设计测量范围为10~70℃的数显温度计 三、实验仪器1 、非平衡电桥（DHQJ-1、DHQJ-2、DHQJ-3型任选一种） 2、DHT-1型多功能恒温实验仪3、热敏电阻 四、实验原理非平衡电桥的原理如下：图一非平衡电桥在构成形式上与平衡电桥相似，但测量方法上有很大差别。
平衡电桥是调节R 3使I 0=0，从而得到 ，非平衡电桥则是使R 1、R 2、R 3保持不变，R X 变化时则U 0变化。
再根据U 0与R X 的函数关系，通过检测U 0的变化从而测得R X ，由于可以检测连续变化的U 0，所以可以检测连续变化的R X ，进而检测连续变化的非电量。
（一）非平衡电桥的桥路形式1、等臂电桥3R2R1RR X ⋅=电桥的四个桥臂阻值相等，即R 1=R 2=R 3=R X0；其中R X0是R X 的初始值，这时电桥处于平衡状态，U 0=0 。
2、卧式电桥也称输出对称电桥这时电桥的桥臂电阻对称于输出端，即R 1=R X0，R 2=R 3，但R 1≠R 23、立式电桥也称电源对称电桥这时从电桥的电源端看桥臂电阻对称相等即 R 1=R 2 R X0=R 3 但R 1≠R 34、 比例电桥这时桥臂电阻成一定的比例关系，即R 1=KR 2，R 3=KR 0或R 1=KR 3，R 2=KR X0，K 为比例系数。
实际上这是一般形式的非平衡电桥。
（二）非平衡电桥的输出非平衡电桥的输出有两种情况：一种是输出端开路或负载电阻很大近似于开路，如后接高内阻数字电压表或高输入阻抗运放等情况，这时称为电压输出，实际使用中大多采用这种方式；另一种是输出端接有一定阻值的负载电阻，这时称为功率输出，简称功率电桥。
下面我们分析一下电压输出时的输出电压与被测电阻的变化关系，功率电桥的输出可参见附录。
根据戴维南定理，图一所示的桥路可等效为图二（a ）所示的二端口网络。
图 二（a ） 图 二（b ）其中U 0C 为输出端开路的输出电压。
R i 为输出阻抗，等效图见图二（b ），可见ER R R Rx R Rx R R R U 323i L i L 0⋅⎪⎭⎫⎝⎛+-++=（1）其中电压输出的情况下R L →∞，所以有（2）令Rx=R X0+ΔR ，Rx 为被测电阻，R X0为其初始值，ΔR 为电阻变化量。
通过整理，(1)、(2)式分别变为（3）（4）这是作为一般形式非平衡电桥的输出与被测电阻的函数关系。
特殊地，对于等臂电桥和卧式电桥(4)式简化为（5）立式电桥和比例电桥的输出与(4)式相同。
被测电阻的ΔR<< R X0时，(4)式可简化为（6） ER R R Rx R RxU 323i 0⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=322311i R R R R Rx R Rx R R +++=E)R R )(R R R (R R R R R U 320X 12L i L 0⋅+∆++⋅∆⋅+=R R R R 1E )R R (R U 0X 120X 110∆⋅+∆+⋅+=RR 2R 11R E 41U 0X 0X 0∆⋅∆+⋅=R E )R R (R U 20X 110∆⋅⋅+=(5)式可进一步简化为(7)这时U 0与△R 成线性关系(三) 用非平衡电桥测量电阻的方法1、将被测电阻（传感器）接入非平衡电桥，并进行初始平衡，这时电桥输出为0。
改变被测的非电量，则被测电阻也变化。
这时电桥也相应的电压U 0输出。
测出这个电压后，可根据(4)式或(5)式计算得到ΔR 。
对于ΔR<<R X0的情况下可按(6)式或(7)式计算得到ΔR 。
2、根据测量结果求得Rx=R X0+△R ，并可作U 0-△R 曲线，曲线的斜率就是电桥的测量灵敏度。
根据所得曲线，可由U 0的值得到△R 的值，也就是可根据电桥的输出U 0来测得被测电阻Rx 。
3、一般来说，金属的电阻随温度的变化为 Rx=R X0（1+αt ）= R X0+αt R X0 （8）所以△R=αR X0Δt ，代入(4)式有（9）式中的αR X0值可由以下方法测得： 取两个温度t 1、t 2，测得R X1，R X2则这样可根据(9)式，由电桥的U 0求得相应的温度变化量Δt ，从而求得t=t 0+Δt 。
R R E 41U 0X 0∆⋅=tR R R t R 1E )R R (R U 0X 0X 10X 20X 110∆⋅α⋅+∆α+⋅+=⋅121X 2X 0X t -t R R R -=α特殊地，当ΔR<< R X0时，(9)式可简化为(10) 五、实验过程及数据处按照如下装置连接好电路图：（c ）最后严格按照下列进行操作实验步骤实验开始前，应连接好温控仪与加热炉之间的导线，根据实验内容，在“铜电阻“热敏电阻”接线柱上与FQJ 非平衡电桥的“R x ”端相接。
实验装置的加温操作步骤如下： 1、温度设定：根据实验温度需要，设定加热温度上限，其方法为：开启温控仪电源，t R E )R R (R U 0X 20X 110∆⋅α⋅⋅+=显示屏显示的温度为环境温度。
将“测量 设定”转换开关置于“设定”位置，转动“设定调节”旋钮，将所需加热温上限设定好，再将转换开关置于“测量”位置。
(在温度设定时，仪器上“加热选择”开关置于“断”处)2、PID调节：加热前，先将“PI D调节”旋钮逆时针方向(向“一”处)旋到底，再顺时针方向旋至该整个调节行程的1／3左右处。
3、加热：加热前，应根据环境温度和所需升温的上限及升温速度来确定温控仪面板上“加热选择”开关的位置。
应根据环境温度和所需升温的上限及升温速度来确定温控仪面板上“加热选择”开关的位置。
该开关分为“1、2、3”三档，由“断”位置打向任意一挡，即开始加热，指示灯亮，升温的高低及速度以“1”档为最低最慢，“3”档为最高、最快，一般在加热过程中温度升至离设定上限温度5℃～10℃时，应将加热档位降低一档，以减小温度俯冲。
总之：在加热升温时，应根据实际升温要求，选择好加热档位；仔细反复调节“PID调节”旋钮，如升温温度高于设定值，“PID调节”向“一”方向调切，反之，升温温度达不到设定值，“PID调节”向“+”方向调节。
但调节量必须是小幅度，细微调节，使温度既能达到设定值，又能达到控温精度要求。
加热档位的选择可采取：环境温度与设定温度上限之间的距离位20℃～30℃时，可选择“2”档；距离大于30℃时选择“3”档。
由于温度控制受环境温度、仪表调节、加热电流大小等诸多方面的影响，因此实验时需要多次细调，以取得温度控制的最佳效果。
4、测量：在加热过程中，根据实验内容，调节FQJ系列非平衡直流电桥，可进行Cu50铜电阻或热敏电阻特性的测量。
(测量连接导线的直流电阻为0.5Ω左右)5、降温：实验过程中或实验完毕，需对加热铜块或加热炉体降温。
降温时，方法如下：将加热铜块及传感器组件升至一定高度并固定，开启温控仪面板中的“风扇开关”使炉体底部的风扇转动，达到使炉体降温目的。
如要加快加热铜块的降温，可断电后将加热铜块提升至炉体外，并浸入冷水中。
实验完成后得到如下数据并进行数据处理铜电阻—温度特性数据记录由公式（8）推出：)1(0t R R x x ∆+=α (5=∆t ℃ ) 可得:0x x x tR R R ∆-=α ,82.5501Ω=x R Ω=00.641x RΩ=73.5502x R Ω=95.632x R将数据代入上式可得铜电阻温度系数：（单位：Ω/℃）029404.0221=+=ααα本次试验的相对误差为：%4.85%100029404.0004280.0029404.0=⨯-=E 根据实验数据绘出铜电阻-温度特性曲线如下单位：温度/℃电阻/Ω每次试验做完都要认真分析一下实验结果，并要进行误差分析本次实验前，所有导线，特别是加热炉与温控仪之间的信号输入线应连接可靠。
非电量电测
实验要求
1．掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法。 2．学习采用不平衡电桥测非电量的标定方法。 3．了解热电偶测温原理。 4．学习标定热电偶的方法。 5．熟悉电势差计的使用方法
前言
非电量电测：非电学物理量变为电学量
非电量有力学上的位移、速度，热学上的温 度、压力，光学的光强，化学上的浓度等。
温度t与Rt一一对应，且Rt 与IG 一一对应。所以若对 μA表标定，即可根据μA表 的偏转量测温。
RA
Rt
G
KG μA表
RB
R
E
K
与平衡电桥的差别
平衡电桥 不平衡电桥
表头指针 中间
一边
电流方向 无
有
电阻温度计的标定与测量
1. 利用电阻箱代替铜电阻进 行标定(P183 Cu电阻阻 值与温度关系)
•自动记录
实验原理 金属
热敏
热电阻
电阻
热电阻温度传感器：利用金属或半导体的电阻率随温度变化而 变化制成的，主要用于对温度及其有关的 参数进行测量.
铂(Pt): -200～850℃, 铜(Cu): -50～150℃
铜电阻随温度变化的关系为：
Rt R0(1 At Bt2 Ct3)
电阻与温度存在一一对应关系
温度测量 温度补偿
热敏电阻按其性能变化分两类： 温度上升，电阻值增加——正温度系数(PTC) 温度上升，电阻值减小——负温度系数(NTC)
温度控制 过热保护 火灾报警
测量电路 不平衡电桥+Cu电阻=Cu电阻温度计
铜电阻
若RA:RB=Rt :R，电桥平衡， G无偏转；
若温度改变使Rt值变化，电 桥不平衡，G有偏转。
温度传感器的温度系数测量
温度传感器的温度系数测量【目的要求】1．了解温度传感器的温度特性；2．了解温度传感器电路的静态特性；3．学习测量温度传感器电路的输出—输入特性，并测定铂电阻（热敏电阻）的温度系数。
【实验仪器】铂电阻（热敏电阻），温度传感器，数字万用表(3位半)，温度计，保温杯，导线。
【实验原理】传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
通过传感器将温度、压力、湿度等非电学量转换为电压等电学量进行检测，作为现代信息技术的基础——一传感器技术越来越广泛地应用在非电学量测量和智能检测、自动控制系统中。
使用电阻型传感器时(如：温度、压力等)，经常用到非平衡电桥电路，本实验用非平衡电桥和铂电阻温度传感器组成测温电路，测量此电路的输出—输入特性，并测定铂电阻的温度系数。
1．铂电阻温度传感器的温度特性当温度变化时，导体或半导体的电阻值随温度而变化，这称为热电阻效应。
根据电阻与温度的对应关系，通过测量电阻值的变化可以检测温度的改变，由此可制成热电阻温度传感器．一般将金属材料的电阻温度传感器称作热电阻；半导体材料的则称作热敏电阻。
通常金属材料的电阻值随温度升高而增大．这是因为温度越高，晶格振动越剧烈，从而使电子和晶格的相互作用越强，因此金属热电阻一般具有正温度系数．常用的热电阻材料有铜和铂。
工业用铂热电阻(Ptl0、Pt100、Pt1000)广泛用来测量一200~850 ℃范围的温度．在少数情况下，低温可测至一272 ℃(1 K)，高温可测至1000 ℃．标准铂电阻温度计的准确度最高，可作为国际温标中961.78 ℃以下内插用标准温度计。
它具有准确度高、灵敏度高、稳定性好等优点。
工业铂热电阻温度特性如下：在-200~0 ℃时，].)100(1[320T C T C BT AT R R T -+++= (1)在0~850 ℃时，).1(20BT AT R R T ++= (2)在(1)式和(2)式中，R T 为温度T 时的铂电阻阻值，R 0为0℃时的铂电阻阻值，式中系数为 A=3.9083×10-3℃-1， B=－5.775×10-7℃-1， C=－4.183×10-12℃-1在－200~850 ℃时,B 级工业铂热电阻有关技术参数如下： 测温度允许偏差/ ℃：±（0.30+0.005│T │）；电阻比W 100（R 100/R 0）：1.385±0.001。
热电阻安装使用说明书
热电阻安装使用说明书安徽埃克森科技集团有限公司1.热电阻工作原理热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。
目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt0[1+α（t-t0）]式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。
热电阻材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻种类（1）精密型热电阻：工业常用热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点。
从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。
为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。
（2）铠装热电阻：铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。
与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装；④使用寿命长。
物理实验报告6篇
物理实验报告6篇物理实验报告 (1) 【实验装置】FQJ-Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器)，连接线若干。
【实验原理】根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为(1-1)式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。
因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为(1-2)式中为两电极间距离，为热敏电阻的横截面，。
对某一特定电阻而言，与b均为常数，用实验方法可以测定。
为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有(1-3)上式表明与呈线性关系，在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值，以为横坐标，为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数下式给出(1-4)从上述方法求得的b值和室温代入式(1-4)，就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。
非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻，只要测出，就可以得到值。
当负载电阻→，即电桥输出处于开路状态时， =0，仅有电压输出，用表示，当时，电桥输出 =0，即电桥处于平衡状态。
为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = RX，则当R4→R4+△R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为:(1-5)在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥，，且，则(1-6)式中R和均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式(1-6)运算可得△R，从而求的 =R4+△R。
物理实验报告 (2) 实验目的：观察水沸腾时的现象实验器材：铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔纸板、温度计、水、秒表实验装置图：实验步骤：1.按装置图安装实验仪器，向烧杯中加入温水，水位高为烧杯的1/2左右。
热敏电阻的温度特性研究
热敏电阻的温度特性研究及其应用一、 实验目的1．了解热敏电阻和Cu50的基本结构及其应用。
2．研究热敏电阻的阻值与温度的关系，并测定电阻温度系数和热敏电阻材料常数。
3．比较Cu50的温度特性。
4．熟悉惠斯顿单臂电桥的工作原理和使用方法。
二、 实验原理物质的电阻值随温度而变化的现象称为热电阻效应。
在一定的温度范围内，可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量，这就是热电传感器的工作原理。
典型的热电传感器有热电偶、热电阻和热敏电阻。
其中，热敏电阻由半导体材料制成，它的电阻温度系数比金属的大几百倍，有着极其灵敏的电阻温度效应，同时它还具有体积小、反应快等优点。
热敏电阻是性能良好的温度传感元件，可以制成半导体温度计、湿度机、气压计、微波功率计等测量仪表，并广泛应用于工业自动控制。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类，即负温度系数（NTC ）热敏电阻，正温度系数（PTC ）热敏电阻和临界温度电阻器（CTR ）。
其中，NTC 型热敏电阻的电阻值会随温度上升而下降，且电阻随温度的变化范围较大。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1NTC 型热敏电阻的电阻与温度的关系式为：T B T Ce R = （1）其中，T 为热力学温度，B 和C 都是与材料物理性质有关的常数，B 称作热敏电阻材料常数，一般为1500-6000K 。
热敏电阻的电阻温度系数T α定义为温度变化1℃时阻值的变化量与该温度下的阻值之比：dTdR R TT T 1=α （2）将式（1）代入上式中得： 2TBT -=α （3） 单位是K -1，一般为－2%～－6%K -1。
由式（3）可以看出，T α是随温度降低而迅速增大。
T α决定热敏电阻在全部工作范围内的温度灵敏度。
热敏电阻的测温灵敏度比金属热电阻的高很多。
Cu50是一种用铜丝做成的热电阻，它的电阻的阻值是随着温度线性变化的，在0℃时它的阻值为50Ω。
其电阻值计算公式为：Cu50的电阻值=实际温度值×k+50 其中k 为变化率，单位：Ω/℃。
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。
用热敏电阻测量温度-实验报告
实验题目：用热敏电阻测量温度实验目的：了解热敏电阻的电阻-温度特性和测温原理，掌握惠斯通电桥的原理和使用方法，学习坐标、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。
实验原理：1、半导体热敏电阻的电阻-温度特性某些金属氧化物半导体（如：Fe 3O 4、MgCr 2O 4等）的电阻与 温度关系满足式（1）：TBT e R R ∞= （1） 金属的电阻与温度的关系满足（2）：)](1[1212t t a R R t t -+= （2）根据定义，电阻的温度系数可由式（3）来决定：dtdR R a tt 1=（3）两种情况的电阻温度曲线如又图（1）图（2）所示。
热敏电阻的电阻-温度特性与金属的电阻-温度特性比较，有 三个特点：（1） 热敏电阻的电阻-温度特性是非线性的（呈指数下降），而金属的电阻-温度特性是线性的。
（2） 热敏电阻的阻值随温度的增加而减小，因此温度系数是负的（2TB a ∝）。
金属的温度系数是正的（dt dR a /∝）。
（3） 半导体电阻对温度变化的反应比金属电阻灵敏得多。
这些差异的产生是因为当温度升高时，原子运动加剧，对金属中自由电子的运动有阻碍作用，故金属的电阻随温度的升高而呈线性缓慢增加；而在半导体中是靠空穴导电，当温度升高时，电子运动更频繁，产生更多的空穴，从而促进导电。
2、惠斯通电桥的工作原理原理图如右图所示：若G 中检流为0，则B 和D 等势，故此时021R R R R x =，在检流计的灵敏度范围内得到R x 的值。
当B 和D 两点电位相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。
平衡时必有021R R R R x =，R 1/R 2和R 0都已知，R x 即可求出。
R 1/R 2称电桥的比例臂。
021R R R R x =是在电桥平衡的条件下推导出来的。
电桥是否平衡是由检流计有无偏转来判断的,而检流计的灵敏度总是有限的。
引入电桥灵敏度S ，定义为：xx R R nS /∆∆=（4）式中ΔR x 指的是在电桥平衡后R x 的微小改变量（实际上待测电阻R x 若不能改变，可通过改变标准电阻R 0来测电桥灵敏度），Δn 越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。
ntc热敏电阻电路设计
ntc热敏电阻电路设计（原创版）目录一、NTC 热敏电阻的概念与特性二、NTC 热敏电阻电路设计原则三、NTC 热敏电阻电路应用实例四、NTC 热敏电阻电路的优点与局限性正文一、NTC 热敏电阻的概念与特性TC（Negative Temperature Coefficient）热敏电阻是一种具有负温度系数的半导体陶瓷材料，其电阻值随温度的升高而呈指数关系减小。
NTC 热敏电阻器是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷。
这种材料具有负的温度系数，电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化。
二、NTC 热敏电阻电路设计原则在设计 NTC 热敏电阻电路时，需要遵循以下原则：1.根据测量温度范围选择合适的 NTC 热敏电阻器。
NTC 热敏电阻器的测量范围一般为 -10～300，也可做到 -200～10，甚至可用于 300～1200 环境中作测温用。
2.确定电阻器的阻值和功率等参数。
根据电路设计和实际应用需求，选用合适阻值和功率的 NTC 热敏电阻器。
3.选择合适的电路结构。
NTC 热敏电阻器可应用于测温、控温、温度补偿等方面。
根据实际应用需求，采用合适的电路结构，如电桥电路、分压电路等。
4.考虑电路的稳定性和可靠性。
NTC 热敏电阻器对温度变化敏感，因此需要保证电路的稳定性和可靠性，避免因温度波动导致的电路故障。
三、NTC 热敏电阻电路应用实例TC 热敏电阻电路广泛应用于各种测温、控温和温度补偿等方面。
下面介绍一个温度测量的应用实例，NTC 热敏电阻测温用原理如图 4 所示：它的测量范围一般为 -10～300，也可做到 -200～10，甚至可用于 300～1200 环境中作测温用。
在不平衡电桥臂（即 R1、RT）接入一只热敏元件 RT 作温度传感探头，由于热敏电阻器的阻值随温度的变化而变化，因而使接在电桥对角线间的表头指示也相应变化。
电桥法原理及应用
电桥法原理及应用电桥法是一种通过测量电阻来确定未知电阻值的方法。
它是根据电桥平衡条件的原理进行测量的，通过调节部分电阻使电桥平衡，从而得到未知电阻的值。
电桥法广泛应用于电阻测量、物质检测、温度测量等领域。
电桥法的原理是基于基尔霍夫定律和欧姆定律。
电桥通常由四个电阻和一块测量物的电阻构成，其中两个电阻为已知值，另一个电阻为未知值。
电桥接通电源后，调节第四个电阻的阻值，使电桥两侧电压为零，即使电桥平衡。
此时，可以通过调节的电阻值来测定未知电阻的值。
电桥平衡时，电桥两侧电势差为零，根据欧姆定律可得：\[ R_x = \frac{{R_2}}{{R_1}} \times R_k \]其中，\( R_x \) 为未知电阻的值，\( R_1 \) 和\( R_2 \) 为已知电阻的值，\( R_k \) 为调节的电阻值。
电桥法的应用非常广泛。
以下是几个常见的应用领域：1. 电阻测量：电桥法是测量电阻最常用的方法之一。
通过调节电桥上的电阻，使电桥平衡，从而测得未知电阻的值。
电桥法测量精度高，适用于各种电阻值的测量。
2. 物质检测：电桥法可以应用于检测某些特定物质的存在。
例如，用电桥法可以测量溶液中的电导率，从而判断是否存在特定物质。
这在环境监测和化学分析中具有重要意义。
3. 温度测量：电桥法可用于测量温度。
例如，通过将电阻与热敏电阻连接在电桥中，通过调节电桥平衡获得热敏电阻的阻值，从而间接测量温度。
这种方法在温度计中被广泛应用。
4. 材料质量检测：电桥法可以用于材料质量检测。
例如，通过对导电材料进行电桥测量，可以判断其电阻是否符合规定的质量要求。
这对于电子元器件和导电材料的生产具有重要意义。
除了上述应用领域，电桥法还被广泛用于电子电路中的校准和调试。
例如，在电路板上测量电阻、电感或电容的值时，可以使用电桥法来准确测量。
此外，在科学实验、教学和研究中，电桥法也是一个重要的测量手段。
总结而言，电桥法是一种通过测量电阻值来进行各种测量的方法。
ntc采样方案 电桥
ntc采样方案电桥1. 电路设计NTC采样方案电桥电路设计采用了差分测量原理，通过测量两个NTC热敏电阻在相同条件下电阻值的变化，计算出温度的变化。
电桥电路由电源、电阻器和电桥组成。
电源为电路提供能源，电阻器由可调节电阻和固定电阻组成，电桥则由两个NTC热敏电阻和两个固定电阻组成。
在电路设计中，需要注意以下几点：* 电源电压：电源电压需要稳定，以避免测量误差。
* 电阻值：电阻器的电阻值需要精确，以确保电桥平衡。
* 电桥平衡：电桥平衡是电路设计的关键，需要调节可调节电阻器，使电桥在初始状态时平衡。
2. 温度传感器NTC采样方案中使用了NTC热敏电阻作为温度传感器。
NTC热敏电阻是一种具有负温度系数的电阻器，其阻值随温度变化而变化。
在温度传感器选型时，需要考虑以下几点：* 测温范围：根据实际需要选择合适的测温范围。
* 灵敏度：选择灵敏度较高的温度传感器，以获得更精确的测量结果。
* 响应时间：选择响应时间较快的温度传感器，以实时监测温度变化。
3. 电压计NTC采样方案中使用了电压计来测量电桥电压的变化。
电压计需要具有高精度和低噪声的特点，以确保测量结果的准确性。
在电压计选型时，需要考虑以下几点：* 量程：根据实际需要选择合适的量程。
* 精度：选择精度较高的电压计，以获得更精确的测量结果。
* 噪声：选择噪声较低的电压计，以减小测量误差。
4. 信号处理电桥电路输出的电压信号通常比较微弱，需要经过信号处理才能进行准确的温度测量。
信号处理一般包括放大、滤波、模数转换等步骤。
放大器用于将电桥输出的电压信号放大，以便后续处理。
滤波器用于消除噪声和干扰，以提高信号的信噪比。
模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号，以便计算机或微控制器进行处理和计算。
在信号处理过程中，需要注意以下几点：* 放大倍数：需要根据实际情况选择合适的放大倍数，以获得最佳的测量精度。
* 滤波器类型：需要根据实际情况选择合适的滤波器类型，以最大限度地消除噪声和干扰。