非平衡直流电桥数据处理参考

注意：1.关于图解法要求，请参考书本P19-20。 2.计算过程要代入数据，不可直接给出结果。

符号约定：

预调平衡时铜电阻的电阻值：R 0 AC 点间的电压：Ｕs BD 点间的电压：U 0

电阻/温度的斜率：k 待测铜电阻阻值：R

一、卧式电桥数据处理：

注：00(14/)s R R U U =⨯+，其中R 0=53.72Ω U s =1.30V

1、用坐标纸作图

注：极限误差(在不超过其测量精度的情况下，取坐标纸上最小格所代表的物理量的一半)

m t ︒=∆5.0

0.1R m ∆=Ω

2、先从拟合线上面取两点数据，再计算斜率及斜率的不确定度：

())(18.0,54.2

,11=

R t ，())

(61.0,62.0

,22=R t （注：不可取测量的数据点）

()C t t t ︒=-=-=∆0.430.180.6112 ()Ω=-=-=∆8.72.540.6212R R R

0.50.41

t m u C

=︒

0.10.082

R m u C

=︒

7.80.18(/)

43.0

R k C t

∆=

=Ω︒∆

因此电阻和温度的关系即为：

0'0.18R R t

=+⨯

（注'0R 为t=0C ︒时的电阻值）

把()22,R t 代入上式得： ()Ω=0.51'0R 则k 的相对误差为：

1.4%

k E =

所以：0.18 1.4%0.0025(/)k k u k E C ==⨯=Ω︒

3、计算电阻温度系数及其相对误差

电阻温度系数：

()

000.180.0035''

51.0R k C R t

R α-∆=

==︒∆

电阻温度系数的不确定度为：

()

00.00250.000050.0001'

51.0

k u u C R α-=

=≈︒

总结：()1

0.00350.0001 (P

0.683)

0.0001

E 2.9%0.0035u C

u α

ααααα-⎧=±=±︒=⎪⎨=

==⎪⎩

二、立式电桥数据处理（略，方法同上，要求用立式电桥计算出电阻温度系数及其不确定度）

三、讨论：

A 、谈谈你对本实验的理解。

答：（略）

B 、非平衡电桥在工程中有哪些应用？试举一、二例。

答：（略）

C 、非平衡电桥之立式桥为什么比卧式桥测量范围大？

答：（略）

D 、当采用立式桥测量某电阻变化时，如产生电压表溢出现象，应采取什么措施？答：（略）

非平衡直流电桥实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除非平衡直流电桥实验报告篇一：直流非平衡电桥实验报告直流非平衡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.了解非平衡电桥的组成和工作原理，以及在实际中的

应用。 2.学会用外接电阻箱法(:非平衡直流电桥实验报告)研究非平衡电桥的输出电压与电阻应变量之间的关系，通过作图研究其线性规律。 3.了解桥臂电阻大小对非平衡电桥的灵敏度和线性范围的影响，学会根据不同的测量需求来选择合适的桥臂电阻。 4.学会利用非平衡电桥测量cu丝的电阻温度系数。实验内容：此处仅对2.（2）的作图给出范例（用origin作图）：要画三大组图，分别是R0=1000欧5000欧50欧三种情况下的。每组三小图，包括原图，放大后的上界图，放大后的下界图。这样能比较精确的找到线性区间。篇二：直流电桥实验报告清华大学实验报告系别：机械工程系班号：72班姓名：车德梦（同组姓名：）作实验日期20XX年11月5日教师评定：实验3.3直流电桥测电阻一、实验目的（1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；（2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；（3）了解双电桥测量低电阻的原理，

直流电桥测电阻-实验报告

直流电桥测电阻实验报告一、实验目的（1）了解单电桥测量电阻的原理，利用此原理测量电阻以及铜丝电阻的温度系数。（2）通过处理实验所得数据，学习作图法与直线拟合法。（3）利用电阻与温度关系，构造非平衡互易桥组装数字温度计，并学习其应用分析设计方法。二、实验原理（1）惠斯通电桥测量电阻（1-1）电桥原理：当桥路检流计中无电流通过时，表示电桥已经达到平衡，此时有Rx/R2 = R/R1，即Rx = (R2/R1)*R。其中将(R2/R1)记为比率臂C，则被测电阻可表示为Rx=C*R。（1-2）实际单电桥电路在实际操作中，通过调节开关c位置，改变比率臂C；通过调节R中的滑动变阻器，改变R。调节二者至桥路检流计中无电流通过，已获得被测电阻阻值。（2）双电桥测低电阻（2-1）当单电桥测量电阻阻值较低时，由于侧臂引线和接点处存在电阻，约为10^-2~10^-4Ω量级，故当被测电阻很小时，会产生较大误差。故对单电桥电路进行改进，被测电阻与测

量盘均使用四段接法：，同时增设两个臂R1'和R2'。（2-2）电路分析：由电路图知： ① I3*Rx + I2*R2’ = I1*R2 ② I3*R + I2*R1’ = I1*R1 ③ I2*(R2’+R1’) = (I3=I2)*r 综合上式可知：⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-+++= '1'212'2'1'*121R R R R R r R R r R R R R x 利用电桥结构设计，可满足⎪⎭ ⎫ ⎝⎛='1'212R R R R ，同时减小r ，可是Rx 仍满足Rx = (R2/R1)*R ，即Rx=C*R 。（3）铜丝的电阻温度特性及数字温度计设计（3-1）铜丝的电阻温度特性 ∵一般金属电阻均有：Rt = R0(1+αR*t)，且纯铜αR 变化小 ∴αR = (Rt - R0)/(R0*t) （3-2）数字温度计设计（3-2-1）非平衡电桥将检流计G 换为对其两端电压的测量，满足：⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+-+=Rt R Rt R R R E t 21U 。（3-2-2）互易桥在非平衡电桥基础上，将电源与检流计位置互换，同时将G 换为mV ，满足：(1): ⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+-+=Rt R R R R R E t 211 U 。（3-2-3）线性化设计（目标：(0):Ut = 1/10 *t mV ） [1]设，t=0℃时，U0 = 0mV ，且R = R0/C ，Rt = R0(1+αR*t)，将以上条件带入(1)式并化简，

104,105非平衡直流电桥的原理和应用

非平衡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。【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 3 4 21R 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 1 332 X 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。 2.非平衡电桥非平衡电桥原理如图4.4.2所示：B 、D 之间为一负载电阻g R ，只要测量电桥输出g U 、g I ，就可得到x R 值。根据电桥各臂电阻关系可将非平衡电桥分为三类：（1）等臂电桥：4321R R R R ===；（2）输出对称电桥（卧式电桥）：R R R ==41， R R R '==32，且R R '≠；（3）电源对称电桥（立式电桥）：R R R '==21，R R R ==43，且R R '≠。当负载电阻∞→g R ，即电桥输出处于开路状态时，0=g I ，仅有电压输出，在此用 0U 表示，根据分压原理，ABC 半桥的电压降为S U ，通过1R 、4R 两臂及2R 、3R 两臂的电流为： 14231423,S S U U I I I I R R R R == ==++，（4.4.3）则输出电压0U 为 ()()324134 014231423()BC DC S S S R R R R R R U U U U U U R R R R R R R R ?-?=-= ?-?=?+++?+ （4.4.4）当满足条件 1324R R R R ?=? （4.4.5）时，电桥输出00=U ，即电桥处于平衡状态。（4.4.5）式称为电桥的平衡条件。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。这样可使输出只与某一臂电阻变化有关。图4.4.2 非平衡电桥

直流非平衡电桥实验报告

直流非平衡电桥实验报告直流非平衡电桥实验报告引言：直流非平衡电桥是一种常用的电路实验装置，用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。本实验旨在通过搭建直流非平衡电桥电路，测量未知电阻的阻值，并探究电桥在不同条件下的工作原理和特性。实验装置和原理：实验所需装置包括直流电源、电阻箱、电桥、万用表等。电桥由两个相互平行的电阻分支和两个相互垂直的电阻分支组成。当电桥电路中电流平衡时，称为平衡状态，此时电桥两侧电压相等，电桥不会有输出电压。而当电桥电路中存在非平衡时，即电桥两侧电压不等，电桥会产生输出电压，通过测量输出电压的大小可以得到未知电阻的阻值。实验过程： 1. 搭建电桥电路：将电阻箱与电桥的相应分支连接，将未知电阻与电桥的其他分支连接，将电源与电桥连接。 2. 调节电阻箱的阻值：通过改变电阻箱的阻值，使电桥电路达到平衡状态。 3. 测量输出电压：使用万用表测量电桥输出端的电压值，记录下来。 4. 计算未知电阻的阻值：根据实验所用电桥的参数和测得的输出电压值，利用相关公式计算未知电阻的阻值。实验结果与分析：经过一系列的实验操作和测量，我们得到了一组实验结果。根据这些数据，我们可以进一步分析电桥的工作原理和特性。

首先，我们可以观察到电桥的平衡状态与非平衡状态之间的差异。在平衡状态下，电桥两侧电压相等，电桥不会有输出电压。而在非平衡状态下，电桥两侧电压不等，电桥会产生输出电压。这说明电桥的工作原理是基于电压差的测量，通过测量电桥两侧的电压差来判断电路中是否存在非平衡。其次，我们可以观察到电桥输出电压的变化规律。当电桥电路中存在非平衡时，输出电压的大小与非平衡程度成正比。即非平衡越大，输出电压越大。这说明电桥的输出电压可以作为一个定量的指标，用来衡量电路中非平衡的程度。最后，我们可以利用实验结果计算未知电阻的阻值。根据电桥的参数和测得的输出电压值，我们可以利用相关公式进行计算。这样，我们就可以通过电桥实验来测量未知电阻的阻值，从而实现对电阻元件的参数测量。结论：通过直流非平衡电桥实验，我们深入了解了电桥的工作原理和特性。电桥作为一种常用的电路实验装置，可以用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。通过搭建电桥电路、测量输出电压和计算未知电阻的阻值，我们可以实现对电阻元件的准确测量。这对于电路设计和实验研究具有重要的意义。然而，本实验只是对直流非平衡电桥的基本原理和特性进行了初步的探究。在实际应用中，电桥的工作条件和参数可能会有所不同，需要根据具体情况进行调整和优化。因此，我们希望通过进一步的研究和实验，深入理解电桥的工作机制，并探索更多应用领域，为电路设计和实验研究提供更加准确和可靠的工具和方法。

非平衡直流电桥(1)

非平衡直流电桥【教学目的】 1. 学习直流单臂电桥(惠斯登电桥) 和非平衡直流电桥电压输出方法（卧式电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； 2. 用直流单臂电桥测量室温铜电阻； 3. 用非平衡直流电桥电压输出方法（卧式电桥）测量各温度铜电阻及电阻温度系数。【教学重点】熟练并准确地使用直流单臂电桥测量室温铜电阻以及用非平衡直流电桥电压输出方法（卧式电桥）测量各温度铜电阻及电阻温度系数。【教学难点】理解并掌握直流单臂电桥(惠斯登电桥) 和非平衡直流电桥电压输出方法（卧式电桥）测量电阻的原理及方法。【课程讲授】提问：1.测量电阻的方法有哪些？ 2.本实验用什么方式来测量电阻？测量原理是什么？一、实验原理 1.单桥的原理（惠斯登电桥）图1惠斯登电桥原理图1中，通电后调节R3若检流计无电流流过，电桥平衡，有测量公式：

32 1 R R R R x ?= 2. 非平衡电桥原理（卧式电压电桥）图2非平衡电桥原理对于电压表而言，其内阻g R 很大，可认为g R ∞→，于是0=g I ，有： s U R R R R R R R R U ?++-=) )((33413 1420 对于4231R R R R =,00=U ,固定1R 、2R 、3R ,取R R R ?+→44，上式变为： s U R R R R R R R R R R R R R U ?+?+++-?+= ) ())((3233413 12420 对于卧式电桥R R R ==41，R R R '==32，R R '≠,上式变为： R R R R U U s ??+? ??=2111 40 于是测量表达式为： R U U U R s ?-= ?0 24 二、实验仪器 A

直流非平衡电桥的原理和应用

直流非平衡电桥的原理和应用 1. 引言直流非平衡电桥是一种常见的电子测量仪器，它通过比较两个电阻或电压的差异来检测电流或电压的变化。本文将介绍直流非平衡电桥的基本原理和常见的应用。 2. 原理直流非平衡电桥是基于电桥原理设计的。电桥是由多个电阻和电压源组成的电路，普通的电桥是基于交流电的测量原理，而直流非平衡电桥则用于直流电的测量。直流非平衡电桥通常由以下几个主要元件组成： - 电桥电路：包括电源和电阻组成的电桥电路，其中包括两个待测电阻和两个已知电阻。 - 微电流表：用于测量电桥两侧的电压差异。 - 可调电阻：用于调整电桥平衡状态。当电桥平衡时，微电流表指针不会偏移，即电桥两边的电压差异为零。如果待测电阻发生变化，电桥将不再平衡，微电流表将显示电压差异大小，通过测量电桥电路的非平衡度，可以得出待测电阻的值。 3. 应用直流非平衡电桥在实际应用中有多种用途，下面介绍其中几个常见的应用场景。 3.1 温度传感器直流非平衡电桥可以作为温度传感器的测量原理之一。通过将热敏电阻作为待测电阻接入电桥电路中，当温度发生变化时，热敏电阻的电阻值会发生变化，导致电桥不平衡。通过测量电桥的非平衡度，可以得到温度的变化情况。 3.2 压力传感器直流非平衡电桥也可以用作压力传感器的测量原理之一。通过将压阻作为待测电阻接入电桥电路中，压阻的电阻值会随压力的变化而变化，导致电桥不平衡。通过测量电桥的非平衡度，可以得到压力的变化情况。 3.3 流量传感器直流非平衡电桥还可以应用于流量传感器中。通过将热敏电阻或压阻与流量传感器结合，当流体流过传感器时，流速的变化会导致热敏电阻或压阻的电阻值变化，从而引起电桥不平衡。通过测量电桥的非平衡度，可以获得流速的变化情况。

非平衡直流电桥数据处理参考

非平衡直流电桥数据处理参考注意：1.关于图解法要求，请参考书本P19-20。 2.计算过程要代入数据，不可直接给出结果。符号约定：预调平衡时铜电阻的电阻值：R 0 AC 点间的电压：Ｕs BD 点间的电压：U 0 电阻/温度的斜率：k 待测铜电阻阻值：R 一、卧式电桥数据处理：注：00(14/)s R R U U =⨯+，其中R 0=53.72Ω U s =1.30V 1、用坐标纸作图注：极限误差(在不超过其测量精度的情况下，取坐标纸上最小格所代表的物理量的一半) C m t ︒=∆5.0 0.1R m ∆=Ω 2、先从拟合线上面取两点数据，再计算斜率及斜率的不确定度： ())(18.0,54.2 ,11= R t ，()) (61.0,62.0 ,22=R t （注：不可取测量的数据点） ()C t t t ︒=-=-=∆0.430.180.6112 ()Ω=-=-=∆8.72.540.6212R R R 0.50.41 t m u C = = =︒ 0.10.082 R m u C = = =︒ 7.80.18(/) 43.0 R k C t ∆= = =Ω︒∆ 因此电阻和温度的关系即为： 0'0.18R R t =+⨯ （注'0R 为t=0C ︒时的电阻值）

把()22,R t 代入上式得： ()Ω=0.51'0R 则k 的相对误差为： 1.4% k E = = = 所以：0.18 1.4%0.0025(/)k k u k E C ==⨯=Ω︒ 3、计算电阻温度系数及其相对误差电阻温度系数： () 1 000.180.0035'' 51.0R k C R t R α-∆= = ==︒∆ 电阻温度系数的不确定度为： () 1 00.00250.000050.0001' 51.0 k u u C R α-= = =≈︒ 总结：()1 0.00350.0001 (P 0.683) 0.0001 E 2.9%0.0035u C u α ααααα-⎧=±=±︒=⎪⎨= ==⎪⎩ 二、立式电桥数据处理（略，方法同上，要求用立式电桥计算出电阻温度系数及其不确定度）三、讨论： A 、谈谈你对本实验的理解。答：（略） B 、非平衡电桥在工程中有哪些应用？试举一、二例。答：（略） C 、非平衡电桥之立式桥为什么比卧式桥测量范围大？答：（略） D 、当采用立式桥测量某电阻变化时，如产生电压表溢出现象，应采取什么措施？答：（略）

直流非平衡电桥

直流非平衡电桥直流电桥是一种精密的非电量测量仪器，有着广泛的应用。它的基本原理是利用已知阻值的电阻，通过比例运算，求出一个或几个未知电阻的阻值。直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥需要通过调节电桥平衡求得待测电阻阻值，如惠斯登电桥、开尔文电桥均是平衡式电桥。平衡电桥可用来测定未知电阻，由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，比如固定电阻的阻值。而对变化电阻的测量有一定的困难。如果采用直流非平衡电桥，则能对变化的电阻进行动态测量，直流非平衡电桥输出的非平衡电压能反映电阻的变化，在实际应用中许多被测物理量都与电阻有关，如力敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等，只要将这些特殊的电阻装在电桥的一个桥臂上，当某些被测量发生变化时，就引起电阻值的变化，从而输出对应的非平衡电压，就能间接测出被测量的变化。利用这种原理我们可制作电子天平、电子温度计、光通量计等。因此直流非平衡电桥与平衡电桥相比，有着更为广泛的应用。实验目的（1）了解非平衡电桥的组成和工作原理以及它在实际中的应用。（2）学会用外接电阻箱研究非平衡电桥的输出电压与应变电阻的关系，通过作图研究其线性规律。（3）了解桥臂电阻大小对待测电阻的灵敏度和线性范围的影响，学会根据不同的测量需求来选择合适的桥臂电阻。（4）学会利用非平衡电桥测量Cu丝的电阻温度系数。实验仪器稳压电源、电阻箱、万用表（用作毫伏表）、Keithy2000（用作微伏表）、铜丝（漆包线）、加热台、温度计、导线等。实验原理非平衡电桥原理如图所示，当R3/R2=R4/R1时，电桥平衡，即：I g=0，U g=0；当用R4+ΔR代替R4时，R3/R2不等于R4+ΔR/R1，此时，I g不等于0，U g不等于0，为非平衡状态。

《大学物理》直流非平衡电桥的应用---数字温度计的设计

《大学物理》直流非平衡电桥的应用---数字温度计的设计姓名学号班级桌号同组人本实验指导教师实验地点：实验日期 20 年月日时段一、实验目的： 1. 掌握直流非平衡电桥的工作原理及与直流平衡电桥的异同； 2. 学习直流非平衡电桥的使用方法； 3. 学习传感器非线性特性的线性化设计 4.用直流非平衡电桥设计一款数字温度计。二、实验仪器与器件： 1、DHQJ-1型非平衡电桥、导线若干； 2、DHW-1型温度传感实验装置（铜电阻、热敏电阻）；三、实验原理： 1．直流平衡电桥、直流非平衡电桥直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥（非平衡电桥也称不平衡电桥或微差电桥）。平衡电桥需要工作在平衡态下，可以准确测量未知电阻（如单臂电桥），测量精度很高。但平衡的调节要求严格，需要耗费一定的时间。非平衡电桥工作在非平衡态下，可测量任一桥臂上的物理量变化。实际生产技术中，往往有些待测量准确度要求不是很高，但需要连续快捷的测量。如：铁路桥梁的应力检测、产品质量检测及待测量的变化量中。尤其在传感器技术越来越广泛应用于各种非电学量测量情况下，智能检测和自动控制系统中，直流非平衡电桥就显示出了优势，这时电桥中某一个或几个桥臂，往往是具有一定功能的传感元件，这些元件的电阻值随待测物理量（如温度、压力）的变化而相应改变，电桥处于非平衡状态。利用非平衡电桥可以很快连续测量这些传感元件电阻的变化，由此获得这些物理量变化的信息。本实验就是利用直流非平衡电桥的特点设计一款数字温度计。 2.非平衡电桥工作原理

非平衡电桥工作思路：直流非平衡电桥的电路如图1（b ）所示，其在构图形式上与平衡电桥如图1(a)相似，但测量方法上有很大差别。平衡电桥的待测电阻是定值电阻，当调节0 R 使0,000==U I （平衡的意义）, 得到1 02 x R R R R = ，因此，平衡电桥可以准确地测量电阻。如果将平衡电桥电路中的待测电阻R X 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，得到此条件下的电阻阻值。然后，当外界条件改变时，传感器阻值会有相应变化，此时，桥臂上的电阻1R 、2R 、3R 保持不变，而X R 变化，这时电桥不再平衡，桥路两端的电压随之而变。即：00≠I ，0U 随之变化（不平衡的意义），而0U 的大小反映了电阻的变化情况，这时，如果我们把B 、D 两点的不平衡电压信号0U （或电流信号）引出来加以测量【如图1(b)】，就可以根据0U 与X R 的函数关系,通过检测连续变化的0U 就可以检测连续变化的X R ，由此可检测传感器电阻对应的连续变化的非电量。这就是非平衡电桥工作的基本思路。图1（a ）直流平衡电桥图1（b ）直流非平衡电桥非平衡电桥的桥路形式：根据直流非平衡电桥桥臂上电阻满足的关系，其桥路有如下几种形式：（1）等臂电桥：电桥的四个桥臂电阻阻值相等。即0321X R R R R ===；其中0X R 是X R 的初始值，对应于电桥平衡状态00 =U （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BD ，即31R R =， 02X R R =，但21R R ≠ （3）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 21R R = 30R R X = 但31R R ≠ （4）比例电桥：这时桥臂电阻成一定的比例关系，即21KR R =，03X KR R =或31KR R =， 02X KR R =，K 为比例系数。实际上这是一般形式的非平衡电桥。 B

非平衡电桥实验报告

非平衡电桥实验报告一、实验目的二、实验原理 1.电桥的基本原理 2.非平衡电桥的工作原理三、实验器材和仪器 1.电源 2.电桥仪器 3.标准电阻箱四、实验步骤 1.搭建非平衡电桥电路图 2.调节标准电阻箱，使得非平衡电桥平衡并记录相应数据。 3.改变标准电阻箱的数值，再次记录数据。五、实验结果与分析六、误差分析及改进措施七、结论一、实验目的：通过搭建非平衡电桥并记录相应数据，了解非平衡电桥的工作原理，并掌握使用非平衡电桥进行测量的方法。

二、实验原理： 1. 电桥的基本原理：在一个由四个导体组成的闭合回路中，将两个相邻导体之间接入一个测量元件（如热敏电阻），另外两个导体之间接入一个校正元件（如可变电阻），当校正元件调节到某一特定数值时，测量元件输出为零。此时称为“平衡状态”。 2. 非平衡电桥的工作原理：非平衡电桥是在电桥的基础上，将校正元件换成了待测元件（如电容、电感等），通过改变待测元件的数值，使得热敏电阻输出一个非零值。此时称为“非平衡状态”。三、实验器材和仪器： 1. 电源 2. 电桥仪器 3. 标准电阻箱四、实验步骤： 1. 搭建非平衡电桥电路图。 2. 调节标准电阻箱，使得非平衡电桥平衡并记录相应数据。 3. 改变标准电阻箱的数值，再次记录数据。五、实验结果与分析：

根据实验步骤所记录的数据，可以计算出待测元件的数值。通过比较实际值和理论值之间的差异，可以分析误差来源。六、误差分析及改进措施：误差来源主要包括仪器本身精度限制、环境因素干扰等。改进措施包括选用精度更高的仪器、加强环境控制等。七、结论：通过本次实验，我们了解了非平衡电桥的工作原理，并掌握了使用非平衡电桥进行测量的方法。同时，我们也认识到了误差来源和改进措施的重要性。

非平衡直流电桥数据处理参考

非平衡直流电桥数据处理参考非平衡直流电桥是一个用于测量电阻的装置，其数据处理方法与平衡电桥有所不同。以下为非平衡直流电桥数据处理方面的参考。一、基本原理非平衡直流电桥是利用电阻的电压降来测量电阻的方法。它利用两个电阻R1和R2来组成电桥，其中R1是待测电阻，R2是已知标准电阻。在电桥的输入端施加一个直流电压，当电桥处于平衡状态时，R1和R2上的电压相等，即V1=V2。但是，当电桥处于非平衡状态时，R1和R2上的电压不再相等，即V1≠V2。通过测量R1上的电压降V1和R2上的电压降V2，可以计算出待测电阻R1的阻值。二、数据处理方法非平衡直流电桥的数据处理方法包括以下步骤： 1.记录测量数据在电桥处于非平衡状态时，记录下R1和R2上的电压降V1和V2，以及输入电压V0。 2.计算电压比计算R1和R2上的电压降之比，即ΔV=V1-V2/V0。 3.计算待测电阻根据ΔV与待测电阻的关系式，可以推导出待测电阻的表达式： R1=(ΔVR2/ΔU-R2)/ΔU 其中，ΔU表示R1和R2之间的电压差，即ΔU=V1-V2。 4.数据处理注意事项在进行非平衡直流电桥数据处理时，需要注意以下几点：（1）要保证测量数据的准确性，需要对电压表进行准确的校准，以保证测量结果的可靠性。

（2）在计算电压比时，要将ΔV的值计算到小数点后四位或更高精度，以减小误差。（3）在计算待测电阻时，要将表达式中的分母ΔU计算到小数点后四位或更高精度，以减小误差。（4）在测量电阻时，要保证电桥的稳定性，避免外界干扰对测量结果的影响。三、实验结果分析假设实验中使用的标准电阻R2=100Ω，测得ΔV=0.05，则根据上述数据处理方法，可以计算出待测电阻R1的阻值为： R1=(ΔVR2/ΔU-R2)/ΔU=(0.05×100/0.05-100)/0.05=200/0.05=4000Ω 通过实验结果分析可以发现，所测得的电阻值与标准电阻值相差较大。这可能是因为实验过程中存在误差导致的，如电压表误差、数据处理误差等。因此需要对实验结果进行进一步分析以确定误差来源并进行修正。

非平衡直流电桥的原理和应用

非平衡直流电桥的原理和应用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； 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及非平衡电桥功率输出法测电阻； 4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义. 实验仪器 1. FQJ型教学用非平衡直流电桥； 2. FQJ非平衡电桥加热实验装置. 实验原理 FQJ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥,非平衡直流电桥,上节我们已经对单臂电桥有所了解,下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍.

图1 非平衡电桥原理图 1．非平衡电桥桥路输出电压非平衡电桥原理如图1所示,当负载电阻g R →∞ ,即电桥输出处于开路状态时,g 0I = ,仅有电压输出,并用0U 表示,根据分压原理,ABC 半桥的电压降为S U ,通过14, R R 两臂的电流为： S 1414 U I I R R == + 1 则4R 上之电压降为： 4 BC S 14 R U U R R = •+ 2 同理3R 上的电压降为： 3 DC S 23R U U R R = •+ 3 输出电压0U 为BC U 与DC U 之差 ()() 34 0BC DC S S 1423 2413S 1423() R R U U U U U R R R R R R R R U R R R R =-= -++-=++ 4 当满足条件1324R R R R = 时,电桥输出00U = ,即电桥处于平衡状态. 5式就称为电桥的平衡条件.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.这样可使输出只与某一臂电阻变化有关.若123, , R R R 固定,4R 为待测电阻4x R R =,则当44R R R →+∆ 时,因电桥不平衡而产生的电压输出

非平衡电桥的原理和应用

非平衡电桥的原理和应用摘要在学习电桥原理部分知识过程中，我对其产生了浓厚的研究兴趣。在老师的指导和帮助下，我通过设计将一个数字电压表改装成数字温度计。本文主要介绍非平衡电桥的原理和特性，并分析了利用非平衡电桥设计和组装热敏电阻-电子数字温度计的具体过程。分析（一）非平衡电桥的工作原理经过对非平衡电桥相关资料的查阅及仔细研究，我对其已有了清晰地认识。首先，我来对非平衡电桥及其原理做一个简要的介绍。图1 非平衡电桥非平衡电桥的原理图如图1 所示，当调节21R R 、和3R ，使桥的B 、D 两端电势相等，这时电桥达到平衡。如果将平衡电桥中的待测电阻换成电阻型传感器，当外界条件(如温度、压力、形变等)改变时，传感器阻值会有相应变化，B 、D 两端电势不再相等，这时电桥处于非平衡状态。假设B 、D 之间有一负载电阻g R ，其输出电压g U 。如果使21R R 、和3R 保持不变，那么x R 变化时g U 也会发生变化。根据x R 与g U 的函数关系，通过检测桥路的非平衡电压g U ，能反映出桥臂电阻x R 的微小变化，测量外界物理量的变化，这就是非平衡电桥工作的基本原理。当桥臂电阻取不同的值时，电桥可以分为三类：

（1）等臂电桥：R R R R R x ====321 （2）输出对称电桥，也称卧式电桥：R R R x ==1,'32R R R ==,且'R R ≠。（3）电源对称电桥，也称立式电桥：R R R x ==3，'21R R R ==且'R R ≠。当负载电阻∞→g R ，即电桥输出处于开路状态时，0=g I ，仅有电压输出并用0U 表示，若后面接数字电压或高输入阻抗放大器时即属于此种情况。根据分压原理，设ABC 半桥的电压降为s U ，输出电压为0U ： s x x s s x x DC BC U R R R R R R R R U R R R U R R R U U U ) )((3213 1232310++-=+-+= -= （1）当满足条件x R R R R 231=，电桥输出00=U ，即电桥处于平衡状态，这称为电桥平衡条件。为了测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调到平衡，这称为预调平衡。这样调节可以使电桥的输出只与某一臂的电阻变化有关。若321R R R 、、固定，设x R 为温度的函数x t R t R R ==)(，则当温度t t t ∆+→00时， x x R R R ∆+→0，因电桥不平衡而产生的电压输出为： s x x U R R R R R R R t U ⋅+∆++∆=) )(()(320120 （2）设电桥的比率K R R =21/，待测桥臂的相对变化为0/R R x ∆=δ，则式（2）表示为 U K K K t U ) 1)(1()(0+++=δδ （3）由式（3）可知，当待测桥臂的相对变化很小，即1<<δ时，可以认为非平衡电桥的输出电压0U 与x R ∆成线性关系，这时式（3）可表示为 s U K K U 2 0) 1(+=δ （4）（二）非平衡电桥的工作特性其次，对于非平衡电桥的工作特性分析如下： 1．非平衡电桥的电压输出灵敏度定义x u R U S ∆∆=/为电桥的输出电压灵

非平衡电桥实验报告

非平衡电桥的应用实验目的： 1.学习非平衡电桥的工作原理； 2.学习和掌握非平衡电桥的应用； 3.学习一些传感器的工作原理和不同的测量电路．实验原理： 1．非平衡电桥的工作原理如图1所示，在惠斯顿电桥中：为稳压电源，和为固定电阻，为可变电阻，为电阻型传感器，为电桥输出电压．当时，电桥处于平衡状态，此时有 (1) 当时，电桥处于不平衡状态，则有在一定条件下，调整电桥达到平衡状态．由(1)式可见，此时电桥的平衡状态与电源无关；当外界条件改变时，传感器的阻值会有相应的变化，这时电桥平衡被破坏，桥路两端的电压也随之而变，由于桥路的输出电压能反映出桥臂电阻的微小变化，因此通过测量输出电压即可以检测外界条件的变化．这种在非平衡条件下工作的电桥称为非平衡电桥，这样的测量方法为非电量

电测法． 2．测量电路介绍如采用电阻式传感器作为被测对象，传感元件的引出线有以下几种方式：二线制、三线制和四线制．采用二线制接法（图1），虽然导线电阻会给测量带来影响，但在测量精度要求不高、测量仪器与被测传感元件距离较近时，常采用二线制．但如果金属电阻本身的阻值很小，那末引线的电阻及其变化也就不能忽视，例如对于Pt100铂电阻，若导线电阻为1 Ω，将会产生2.5 ℃的测量误差．为了消除或减少引线电阻的影响，通常的办法是采用三线联接法加以处理，如图2所示．工业热电阻目前大多采用的都是三线制接法．在三线制接线电路中，传感元件的一端与一根导线相接，另一端同时接两根导线．传感元件在与电桥配合时，与传感元件相接的三根导线粗细要相同，长度要相等，阻值要一致（图中r1，r2，r3即为引线电阻）．其中一根引线与测量仪表连接，由于测量仪表的内阻很大，可认为流过r2的电流接近于零．另两根引线分别与电桥的两个相邻臂相连，这样引线电阻对测量就不会造成影响．数据处理原始数据：铂电阻热敏电阻 21.8 10.49 106.985 24.3 49.12 2580.827 7.856 27.7 14.34 109.930 32.5 61.36 1921.812 7.561 32.2 16.55 111.625 38.4 67.11 1638.860 7.402 37.1 19.09 113.575 43.3 73.45 1344.381 7.204 41.6 21.32 115.290 48.1 77.41 1169.083 7.064 46.3 23.71 117.131 52.8 80.93 1018.490 6.926 50.9 26.07 118.952 57.6 84.71 861.982 6.759 55.4 28.30 120.676 61.9 87.29 758.122 6.631 60.3 30.74 122.565 66.4 89.56 668.655 6.505 65.2 33.15 124.434 70.4 91.33 600.102 6.397 69.3 35.29 126.096 74.3 92.95 538.264 6.288 73.9 37.54 127.846 79.7 94.87 466.070 6.144 79.6 40.32 130.012 84.2 96.22 416.005 6.031 84.0 42.42 131.652 88.7 97.46 370.517 5.915 88.9 44.80 133.512 94.7 98.82 321.166 5.772 93.4 47.10 135.313 100.0 100.00 278.796 5.630 98.2 49.65 137.314 100.0 50.00 137.588

非平衡直流电桥的原理和应用

非平衡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、、、构成一电桥，、两端加一恒定桥压，、之间有一检流计PA ，当电桥平衡时，、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 3 421R R R R = （4.4.1）如果R 4为待测电阻R X ，R 3为标准比较电阻，则有 1332 X R R R K R R =⋅=⋅ （4.4.2）图4.4.1 惠斯通电桥

其中21/R R K =，称其为比率（一般惠斯登电桥的有001.0、01.0、、、、100、1000等。本电桥的比率可以任选）。根据待测电阻大小，选择后，只要调节，使电桥平衡，检流计为，就可以根据（4.4.2）式得到待测电阻之值。 2.非平衡电桥非平衡电桥原理如图4.4.2所示：、之间为一负载电阻，只要测量电桥输出、，就可得到值。根据电桥各臂电阻关系可将非平衡电桥分为三类：（1）等臂电桥：4321R R R R ===；（2）输出对称电桥（卧式电桥）：R R R ==41， R R R '==32，且R R '≠；（3）电源对称电桥（立式电桥）：R R R '==21，R R R ==43，且R R '≠。当负载电阻∞→g R ，即电桥输出处于开路状态时，0=g I ，仅有电压输出，在此用表示，根据分压原理，ABC 半桥的电压降为，通过、两臂及、两臂的电流为： 14231423 ,S S U U I I I I R R R R == ==++，（4.4.3）则输出电压为 ()() 324134014231423()BC DC S S S R R R R R R U U U U U U R R R R R R R R ⋅-⋅=-= ⋅-⋅=⋅+++⋅+（4.4.4）当满足条件 1324R R R R ⋅=⋅ （4.4.5）时，电桥输出00=U ，即电桥处于平衡状态。（4.4.5）式称为电桥的平衡条件。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。这样可使输出只与某一臂电阻变化有关。若、、固定，为待测电阻，并且其阻值随某非电量x （如温度、压力等）变化而变化，即4()R R x =。若预调平衡后x 发生变化，导致随之变为4()R R x +∆，此时因电桥不平衡而产生的电压输出为： ()2421301423()()() S R R R R x R R U U R R R x R R ⋅⋅⋅+∆-=⋅++∆⋅+ （4.4.6）图4.4.2 非平衡电桥

直流电桥测电阻数据处理

直流电桥测电阻数据处理参考一、自组电桥测电阻 1、将实验数据按有效数字规则填入表格，并计算实验数据； 2、计算各测量值的不确定度，并进行结果表示。（1）几十欧电阻重复测量六次：不确定度处理，对S x R R R R 21=两边取对数及其偏导数有：2 222121⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆S R R R x R R R R R S x 其中 ()22 2221111仪∆=∆=∆+=∆BR BR R R S （1R 是单次测量，01=R S ） ()22 222222 2仪∆=∆=∆+=∆BR BR R R S （2R 是单次测量，02=R S ） () () ()22 2 222 166仪 ∆+⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡--=∆ +=∆ ∑S i S BR R R R R S S S S 上列几式中，R a ⋅=∆%仪是电阻箱仪器误差计算公式，其中%a 是相对误差，R 是电阻箱示值，实验中相对误差取%1.0，即1.0321===a a a 。如果代入传递公式中有

()() () 2 2 2 1 1166%1.03⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢ ⎣ ⎡--+=∆∑S S i S x Rx R R R R 最后，结果都要表示成： Rx x x R R ∆±=1（Ω） %1001 1 ⨯∆= x Rx R E （2）几百欧电阻选不同比率各测量一次：其不确定度公式也是：2 2 22 1 21⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆S R R R x R R R R R S x 考虑到1R ∆ 、2R ∆、S R ∆由测量次数小于能用统计方法所需的次数，故其不确定度只有B 类，最后进行结果表示。（3）几千欧电阻交换法各测量一次：不确定度处理，对S S x R R R '=两边取对数及其偏导数有：2 2 21⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛'∆+⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛∆= ∆'S R S R x R R R R S S x 考虑到S R ∆、S R '∆由测量次数小于能用统计方法所需的次数，故其不确定度只有B 类，最后进行结果表示。二、箱式电桥（必做部份） 1、将实验数据按有效数字规则填入表格； 2、计算不同情况下的电桥灵敏度，并进行分析得出结论，不用进行不确定度处理。待测电阻：2x R (几百欧)

非平衡电桥的输出特性研究

做非平衡电桥的输出特性研究 08128041 唐浩摘要：基于非平衡电桥是最常见、最普遍的信号调理电路之一。本实验通过研究非平衡电桥在单臂，双臂，四臂输入下的电压输出特性，分析其灵敏度和非线性误差。关键词：非平衡电桥；电压输出特性；灵敏度；非线性误差 output characteristic of Non-balance electric bridge 08128041 Tang-hao Abstract: Based on non-balanced bridge is the most common, the most common one signal conditioning circuit. This experiment reaserch on the output characteristic of Non-balance electric bridge , which work on Single arms double arms and four arms , analysis the sensitivity and nonlinear error of Non-balance electric bridge . Key Words：Non-balance electric; bridge ; output characteristic ; sensitivity nonlinear error. 0引言近年来，非平衡电桥在教学中受到了较多的重视，因为通过它可以测量一些变化的非电量，这就把电桥的应用范围扩展到很多领域，实际上在工程测量中非平衡电桥已经得到了广泛的应用[1]。在传感技术，非电量测量技术，以及在自动检测技术中广泛用作测量信号的转换。对于电阻型传感器，利用非平衡电桥可以很快测量这些传感元件的电阻值的变化，从而得到这些物理量变化的信息。为此进行非平衡电桥的输出特性研究。 1 实验基本原理 1.1实验电路图如图1[2]所示：