直流单臂电桥的使用
简述直流单臂电桥的工作原理
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。
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是一种常用的电路，用于测量未知电阻或测量其他物理量。
它由四个电阻、一个电流源和一个电压测量仪器组成。
其工作原理基于电桥平衡条件，在电源和测量仪器的作用下，通过调节一个或多个电阻，使电桥电路平衡，从而可以测量未知电阻或其他物理量。
直流单臂电桥由一个平面电阻均匀分布的电阻线组成，分别连接到电源的正负极，其两端分别连接到电压测量仪器。
当电桥未连接到未知电阻时，电流线是等效于无限大电阻的，所以电桥平衡，测量仪器显示零电压。
接下来，假设接入一个未知电阻到电桥电路中。
为了使电桥平衡，可以调节一个或多个电阻的值。
当平衡时，通过电桥电路的电流为零，此时测量仪器显示的电压为电桥测量的输出电压。
电桥的平衡条件是通过调节电阻使得电桥中的电流为零。
平衡时，根据基尔霍夫电压定律，电源电压与电压测量仪器显示的电压之比等于各电阻的比值。
由此得到平衡条件方程：\[\frac{{V_{\text{in}}}}{{V_{\text{out}}}} = \frac{{R_1}}{{R_2}}\]其中，\(V_{\text{in}}\)是电源电压，\(V_{\text{out}}\)是测量仪器显示的电压，\(R_1\)和\(R_2\)是电阻值。
通过改变\(R_1\)或\(R_2\)，可以改变电压比，从而实现电桥的平衡。
一般情况下，电桥的电流携带在毫安级别，而输出电压在微伏级别。
在实际应用中，可以根据不同的需求选择适合的电桥类型，如韦斯顿桥、魏恩桥等。
此外，还可以在电桥电路中引入附加参数，如电容、电感等，以便测量其他物理量。
最后值得注意的是，直流单臂电桥是一种稳定、准确、可靠的测量方法，在实际工程和科研中得到广泛应用。
但需要注意的是，电桥的测量精度与电桥的质量、电源的稳定性、电流线的接触状态等因素有关，所以在使用电桥进行测量时，需要选择合适的电桥并进行正确的校准和调试。
实验9直流单臂电桥惠斯登电桥
实验9 直流单臂电桥（惠斯登电桥）一．目的要求1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。
2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。
3.学会使用箱式电桥。
二．引言用伏安法测电阻，受所用电表内阻的影响，在测量中往往引入方法误差；用欧姆表测量电阻虽较方便，但测量精度不高。
在精确测量电阻时，常使用电桥进行测量。
其测量方法同电位差计一样同属于比较测量法。
电桥不仅可以测量电阻，还可以测量许多与电阻有关的电学量和非电学量（把这类非电学量通过一定的手段转换为电学量进行测量），而且在自动控制技术中也得到了广泛的应用。
本实验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯登电桥），主要是用来测量中等阻值（10～105Ω）电阻的；测量低阻（10～10-5Ω）用直流双臂电桥（又称凯尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω）则用专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。
三．原理1.电阻的测量 直流单臂电桥的原理性电路如图所示。
它是由四 个电阻R a 、R b 、R 0、R X 联成一个四边形回路，这四个电阻称做电桥的四个“臂”。
在这个四边形回路的一条对角 线的顶点间接入直流工作电源，另一条对角线的顶点间接入检流计，这个支路一般称做“桥”。
适当地调节R 0值，可使C 、D 两点电位相同，检流计中无电流流过，这时称 电桥达到了平衡。
在电桥平衡时有：R a I a =R b I bR X I X =R 0I 0且 I a =I X , I b =I 0则上式整理可得：0ba R R R R X 图9.1 为了计算方便，通常把R a /Rb 的比值选作成10n （n=0,±1,±2,…）。
令C=R a /R b ，则：R X =C R 0 （9.2） 可见电桥平衡时,由已知的R a 、R b （或C ）及R 0值便可算出R X 。
人们常把R a 、R b 称做比例臂，C 为比例臂的倍率；R 0称做比较臂；R X 称做待测臂。
四．仪器用具AC5/Ⅱ型指针式检流计，比例臂电阻四个（10Ω，100Ω，100Ω，1000Ω），电阻箱，甲电池二节，待测电阻两个，电键两个，滑线变阻器，微安表头一只（量限200μA,内阻700Ω左右），QJ —24型箱式直流电桥，数字繁用表。
直流单臂电桥的工作原理
直流单臂电桥的工作原理《直流单臂电桥的工作原理》咱今儿来聊聊直流单臂电桥的工作原理。
您知道吗，这直流单臂电桥就像是个神奇的测量小能手。
它能帮咱们准确地测量电阻值。
它到底是咋工作的呢？其实啊，就好比是一场平衡的较量。
电桥里有四个电阻，其中一个是咱们要测量的未知电阻。
另外三个电阻的阻值是已知的。
然后呢，给电桥通上直流电。
这时候，电流就会在这四个电阻之间流动。
当电桥平衡的时候，也就是没有电流通过中间的检流计的时候，那就说明两边的电阻比例是相等的。
您想想，就好像是跷跷板两边重量一样，就平衡了。
通过已知的三个电阻的阻值，就能算出那个未知电阻的阻值啦。
比如说，已知的三个电阻分别是 10 欧姆、20 欧姆和 30 欧姆，电桥平衡了，那就能根据比例关系算出未知电阻是多少。
这直流单臂电桥的工作原理虽然听起来有点复杂，但其实就是利用了电阻之间的比例关系和电流的流动规律。
它在很多实际的电路测量中都发挥了大作用呢，让咱们能更清楚地了解电路中的电阻情况。
《直流单臂电桥的工作原理》亲爱的朋友，今天咱们来一起搞清楚直流单臂电桥的工作原理。
这直流单臂电桥啊，就像是个聪明的小裁判，专门帮咱们判断电阻的大小。
它的工作原理呢，其实挺有趣的。
在电桥里面，有四个电阻小伙伴。
其中一个电阻的大小咱们不知道，得靠电桥来帮忙找出来。
另外三个电阻的大小咱们是清楚的。
打个比方吧，就像是两个队伍比赛拔河，两边的力量一样大，绳子就不动了。
然后呢，咱们就可以根据已知的三个电阻的大小，通过简单的计算，就能知道那个不知道大小的电阻到底是多少啦。
比如说，知道了三个电阻分别是 5 欧姆、10 欧姆和 15 欧姆，电桥平衡了，那就能算出未知电阻的阻值。
这个直流单臂电桥可真是个好帮手，让咱们在测量电阻的时候能又快又准。
《直流单臂电桥的工作原理》朋友，咱来好好说一说直流单臂电桥的工作原理。
您就想啊，这直流单臂电桥就像是一个公平的秤。
它能称出电阻的大小。
在这个电桥里，有四个电阻。
直流单臂电桥(惠斯通电桥)测电阻
直流单臂电桥（惠斯通电桥）测电阻一、实验目的（1） 掌握用惠斯通电桥测电阻的原理和方法； （2） 掌握线路连接和排除故障的技能； （3） 掌握调节电桥平衡的操作方法。
二、实验仪器直流单臂电桥：箱式电桥，电阻箱，待测电阻，数字万用表，直流稳压电源，开关。
二、实验原理 1、电路原理直流单臂电桥的电路如图1所示，被测电阻Rx 和标准电阻R0，R1，R2构成电桥的四个臂。
在CD 端加上直流电压，AB 间串接检流计G ，用来检测其间有无电流（即A 、B 两点有无电势差）。
“桥”指AB 这段线路，它的作用是将A 、B 两点的电势直接进行比较，以确定电桥的平衡状态。
图1 直流单臂电桥原理图当电源接通后，电路中将有电流通过，并分别在各桥臂的电阻上产生电压降。
在一般情况下，A 、B 两点间将有电位差，因而，有电流Ig 通过检流计，使检流计指针偏转。
适当调节1R 、2R 或 0R 的电阻值，可以使A 、B 两点的电位相等，检流计中无电流通过，即Ig=0，称电桥达到了平衡。
这时，电桥四个臂上电阻的关系为：102x R R R R =，或1002x RR R kR R =⋅= （1）'R E 1KACD上式称为电桥平衡条件。
其中，12R k R =称为比率臂倍率，0R 称为比较臂，x R 称为测量臂。
若0R 的阻值和倍率k 已知，即可由上式求出x R 。
调节电桥平衡方法有两种：一种是保持0R 不变，调节12/R R 的比值；另一种是保持12/R R 的比值不变，调节电阻0R 。
本实验采用后一种方法，即保持12/R R 不变。
2、电桥灵敏度在实验中，检流计指零即认为电桥平衡。
因检流计的灵敏度是有限的，从而给测量带来误差。
为此引入电桥灵敏度S 的概念：xnS R ∆=∆ （2） 式中x R ∆是电桥平衡后x R 的微小改变量，n ∆是由改变量x R ∆而引起的检流计指针偏转格数。
灵敏度S 的物理意义是电桥平衡后，改变待测电阻阻值大小引起检流计指针偏转的格数。
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。
非平衡直流电桥
非平衡直流电桥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）。
它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；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，如温度、压力、形变等。
［实验目的］1、直流单臂电桥（惠斯登电桥）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；［实验原理］FQJ-Ⅲ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，双臂直流电桥，非平衡直流电桥，下面对它们的工作原理分别进行介绍。
（一）单臂电桥（惠斯登电桥）单臂电桥是平衡电桥，其原理见图1，图 2 为FQJ-Ⅲ型的单臂电桥部分的接线示意图。
图 1 中：R1、R2、R3、R4 构成一电桥，A、C两端供一恒定桥压U s，B、D 之间为有一检流计G，当平衡时，G 无电流流过，BD两点为等电位，则：U BC=U DC,I1=I 4,I2=I 3 下式成立：I1R1=I 2R2I3R3=I 4R4由于R4=R x，于是有R1 R3R2 R4R4 为待测电阻P x，R3为标准比较电阻，式中K=R 1/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。
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R3，使电桥平衡，检流计为0，就可以根据（1）式得到待测电阻R x 之值。
R x R1R3 KR3（1）3 3xR2（二）双臂电桥（开尔文电桥）由于单臂电桥未知臂的内引线、被测电阻的连接导线及端钮的接触电阻等影响，使单臂电桥测量小电阻时准确度难以提高， 双臂电桥较好地解决了测量小电阻时线路灵敏度、 引线、 接触电阻所带来的测量误差，而且属于一次平衡测量，读数直观、方便。
QJ23直流单臂电桥
QJ23直流单臂电桥直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是测量1Ω～100KΩ欧姆中电阻的一种比较精密的测量仪器。
现以QJ23型直流单臂电桥为例，介绍它的面板组成：1- 待测电阻Rx接线柱 2 - 检流计按钮G3- 电源按钮B 4 - 检流计5- 检流计调零旋钮6- 内接、外接检流计转换接线端子7- 外接电源接线柱8- 比例臂9- 比较臂一、QJ23电桥面板结构1、检流计：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。
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。
3、调零器：用以测量前的指针调零工作。
必须先将检流计锁扣打开，才能进行调零。
4、电源按钮B （可自锁）4、Rx接线柱：用以连接被测电阻。
5、检流计连接片：通常放在“外接”位置。
为提高在高阻值测量中的精度，需外接高灵敏度检流计时，应将连接片放在“内接”位置，外接检流计接在“外接”两端钮上。
6、检流计按钮开关“G”和电源（按钮）开关“B”：检流计按钮开关“G”和电源开关“B”按下，并旋转90°可锁住，测量过程中调平衡时按下电压开关（按钮）“B”，然后轻轻按下检流计按钮“G”；在测量具有电感的元件（如线圈）完毕时，需先松开检流计按钮“G”，后松开电源按钮“B”。
二、测量步骤1.将打开检流计的锁扣(用联接片将“外接”接线柱短路)；2.调节检流计调零器，将指针调至零位;3.在不知道被测值大小时，应先用万用表的欧姆档进行估测并计录电阻值;4.将测试线短接，测量测试线的直流电阻并且记录;5.连接测量导线（“Rx”与被测电阻）;6.选择合适的比率臂;7.根据被测值的大小预设比较臂，使比较臂的四个档位’都能利用上。
8.先按电源按扭B，再按下检流计的按扭G（点接）。
9.根据指针摆动情况，调整比较臂电阻至检流计指向零位，使电桥平衡。
QJ23单臂电桥的使用技巧
QJ23单臂电桥的使用技巧作者：武海军来源：《科技与创新》2017年第03期摘要：单臂电桥可以测量10～1 000 000 Ω的中值电阻。
传统的测量方法是，先用万用表估测直流电阻，然后根据估测电阻确定比例臂，再调节电桥平衡，从而计算出被测电阻。
可是，如果没有万用表或者万用表估测的电阻不准确，则无法测量。
简要介绍了一种不用万用表估测电阻值，直接用QJ23单臂电桥测量直流电阻的巧方法，以期为日后的相关工作提供参考。
关键词：单臂电桥；万用表；比例臂；电桥平衡中图分类号：TM938.4 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.03.029电工测量仪表根据用途可分为两大类，一类是安装式仪表，比如电流表、电压表、功率表等安装到配电柜中，用来测量电力线路中的电气参数的；另一类是便携式仪表，比如万用表、兆欧表、电桥等仪表，它们是电气工作者随身携带的，用来测量某些线路某个时刻的电气参数。
作为一个电气工作者，经常要测量一些中值电阻，其中，QJ23单臂电桥就是使用频率比较高的便携式仪表。
然而，传统的测量方法是需要万用表先估值，然后才能测量。
可是，经常会因为没有万用表或因为万用表估测值不准确而无法测量，所以，需要不断探索。
可否不用提前估测电阻，直接利用电桥的测量特点测量呢？笔者通过研究电桥的结构和工作原理，总结出了一个直接测量中值直流电阻的巧方法，调节电桥时非常方便。
下面简要介绍QJ23单臂电桥巧测电阻的原理和方法，以便让所有电气工作者方便使用。
1 单臂电桥测量直流电阻的工作原理单臂电桥是一个比较式仪表，要想求1个待测电阻Rx，就要比较它与另外3个电阻R2，R3，R4组成的桥式电路。
当这个桥式电路接上电源后，如果2个电桥的中点电位相等，则这两点连接的电路中的电流等于零。
如果这两点间连接一个检流计，则此时检流计指针指零，此时称为电桥平衡；如果检流计指针不指零，则称为电桥不平衡。
当电桥平衡时，被测电阻Rx 正好等于其中一个比较电阻R4与另外2个电阻的比值R2/R3的乘积。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
趣闻轶事:
•惠斯通电桥不是惠斯发明的
在测量电阻及其它电学实验时，经常会用到一种叫惠斯通电桥的电路，很多人认为这种电桥是惠斯通发明的，其实，这是
2、数字式
【学员活动：学员通过观察了解电桥的分类】
【教师活动：电脑投影：单臂电桥的原理图】给予一定的指导。
【学员探究活动：讨论电桥平衡时电路中存在的电压和电流平衡
方程式从而得出电桥的测量原理】
BC AB I I =DC AD I I = AD AB U U =D C BC U U =
02
1
R R R R X ∙=
电桥的测量原理：【电脑板书】 被测电阻=比率臂ｘ比较臂
【教师指导活动：正确使用仪器仪表，不但能提高工作效率，保
证施工质量，而且对减轻疲劳和安全生产都是非常
字：左丽霞教研组长签字：孙建东审定日期：20065年 11 月6 日教务主任签字：李丽
附表一：交流电动机参数测量及评价评分表
学生姓名：班级：课程名称：小组成员：带队教师：实训日期：
附表二：交流电动机参数测量及记录分析表
)(31
W V u av R R R R ++=%100min max ⨯-av R R R
)(31
000W V u av I I I I ++=%1000⨯-av
av W I I I。