直流单臂电桥的工作原理
单臂电桥与双臂电桥的主要区别
单臂电桥与双臂电桥的主要区别
1、工作原理：单桥内部只有一个桥臂回路，双桥有两个桥臂回路，分别为测量电阻值和消除引线电阻影响的作用。
2、适用条件：单桥一般用于测量10欧以上的电阻，双桥一般测量10欧及其以下的电阻。
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1.单臂电桥与双臂电桥的主要区别
1、工作原理：单桥内部只有一个桥臂回路，双桥有两个桥臂回路，分别为测量电阻值和消除引线电阻影响的作用。
2、适用条件：单桥一般用于测量10欧以上的电阻，双桥一般测量10欧及其以下的电阻。
3、测量端：单桥有两个测量端，双桥有四个测量端。
且灵敏度单桥比双桥灵敏。
4、适用测量电源：单桥一般测量电压在3v以上；双桥一般测量电压1.5v以下。
5、电路结构：单桥测量桥臂一般为独立结构，不需要标准电阻；双桥的内臂和外臂为联动调节，且阻值保持同步，需加标准电阻，连接线需粗导线，结构比单桥复杂。
用单臂电桥测电阻的原理
用单臂电桥测电阻的原理单臂电桥是一种经典的电桥类型，广泛应用于电阻的测量。
它采用的原理是利用电桥平衡条件来测量待测电阻。
单臂电桥由电源、电桥臂、检测器和调节装置组成，其中电源为电桥提供所需的电压，电桥臂为待测电阻和已知电阻，检测器用于检测电桥平衡状态，调节装置用于调整电桥的平衡。
下面我将详细介绍单臂电桥测电阻的原理。
单臂电桥的基本原理是利用两组电阻相等的电桥臂，将待测电阻与已知电阻相连接。
如果待测电阻和已知电阻相等，那么电桥平衡，检测器指示零位。
如果待测电阻与已知电阻不相等，那么电桥不平衡，检测器将指示一个非零值。
通过调节电阻箱的电阻值，使电桥平衡，就可以求得待测电阻的准确值。
具体测量过程如下：首先，将待测电阻与已知电阻分别连接到电桥臂上。
一般情况下，已知电阻为固定电阻，可以使用电阻箱来实现。
然后，将电源连接到电桥上，给电桥提供所需的电压。
在测量过程中，通过调节电阻箱的电阻值，使电桥平衡。
当电桥平衡时，检测器指示零位，表示待测电阻与已知电阻相等。
这时，我们就可以通过检测器上的指示值来求得待测电阻的准确值。
电桥平衡的条件是电桥的两侧电势差为零。
设电源电压为V，待测电阻为R1，已知电阻为R2，调节电阻箱的电阻为R3。
根据电桥平衡条件可得：R1 / R2 = R3 / R4其中，R4为电桥臂上的电阻，可以通过调节电阻箱的电阻值来改变。
通过上述公式，我们可以推导出待测电阻的准确值：R1 = (R2 * R3) / R4需要注意的是，在测量过程中，电桥的各个电阻之间应保持稳定，以确保测量结果的准确性。
此外，电桥平衡的要求也比较严格，需要精确调节电阻箱的电阻值。
总结一下，单臂电桥测电阻的原理是利用电桥平衡条件，通过调节电阻箱的电阻值，使电桥平衡，从而求得待测电阻的准确值。
这种测量方法简单、灵活，广泛应用于科学实验和工程领域，如电阻测量和材料性质研究等。
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。
图 3 双桥的测量原理
图 4 双桥测量线路
从图 3 中看出，在单臂电桥的基础上，增设了电阻R1、R3′构成另一臂，被测电阻Rx和标准电 阻RN均采用四端接法，C1、C1′两个电流端，接电源回路，从而将这两端的引线电阻、接触 电阻折合到电源回路的其它串联电阻中，P1、P2、P1′、P2′是电压端，通常接测量用的高电 阻回路或电流为零的补偿回路，使这它们的引线电阻和接触电阻对测量的影响大为减少。
四、实验内容及方法
图 7 为 FQJ-Ⅲ型非平衡电桥的面板示意图：
(一)用惠斯登电桥测量电阻
1、二端法测量：
a、量程倍率设置：为了提高学生的动手能力，电桥的量程倍率可视被测电阻的大小自
行设置。方法是：通过面板上的R1、R2两组开关来实现，如“×1”倍率，可分别在R1、R2两 组的“×1000”盘上打“1”其余盘均为 0；“×102”倍率可在R1的“×1000”盘打“1”， R2的“×10”盘打“1”其余盘均为 0……由此可组成下表中分别不同的量程倍率。
c、按图 8 所示，在“Rx”与Rx1之间接上被测电阻，R3测量盘打到与被测电阻相应的数 字，按下G、B按钮，调节R3，使电桥平衡(电流表为 0)。
非平衡直流电桥
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：321R 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 ⋅++-=))((334131420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 ⋅+∆+++-∆+=)())((323341312420对于卧式电桥R R R ==41，R R R '==32，R R '≠,上式变为：RR RRU U s ∆⋅+⋅∆⋅=211140 于是测量表达式为：R U U U R s ⋅-=∆024二、实验仪器AFQJ-Ⅲ型教学用非平衡直流电桥FQJ非平衡电桥加热实验装置实验装置三、实验步骤1.用直流单臂电桥测量室温铜电阻1）将“双桥量程倍率选择”开关置于“单桥”位置，“功能、电压选择”开关置于“单桥(5V)”或“单桥15V”，并接通电源。
单双臂电桥的原理与使用方法
步骤5：计算电阻值。
被测电阻值=倍率数×读数盘读数 步骤6：关闭电源。 先断开检流计按钮Ｇ，再断开电源端钮Ｂ，然后 拆除被测电阻，最后锁上检流计锁扣。 步骤7：电桥保养。 每次测量结束，都应将盒盖盖好，存放于干燥、 避光、无振动的场合。 提示：搬动电桥时应小心，做到轻拿轻放，否则 易使检流计损坏
(1) 电桥外接工作电源接线柱 (2) 检流计灵敏度调节旋钮； (3) 晶体管检流计工作电源开关 (4) 滑线读数盘； (5) 步进读数开关 (6) 检流计按钮开关；(7) 电桥工作电源按钮开关 (8) 被测电阻电流端接线柱 (9) 量程因素读数开关 (10) 被测电阻电位端接线柱 (11) 检流计电气调零旋钮 (12) 被测电阻电流端接线柱 (13) 检流计指示
直流双臂电桥多用于测量阻值较小的电阻，常用于 学校实验，精密仪器的阻值测定等。谢谢 直流双臂电桥的号很多，其操作方法与直流单臂电桥基
本相同。下面以QJ44型直流双臂电桥为例，说明其测量电 阻的步骤。 步骤1：检查灵敏度旋钮置最小位置，打开检流计机械锁扣， 调节调零器使指针指在零位。 提示： 1 发现电桥电池电压不足应及时更换，否则将影响电桥 的灵敏度。 2 采用外接电源时，必须注意电源的极性。将电源的正、 负极分别接到“＋”“－”端钮，且不要使外接电源电压 超过电桥工作电压的规定值。
步骤2：估测被测电阻，选择倍率臂
用万用表估测被测电阻，选择适当的倍率臂。 估测被测电阻为几欧时，倍率臂应选×100档。估测被 测电阻为零点几欧时，倍率臂应选×10档。估测被测 电阻为零点零几欧时，倍率臂应选×1档。 提示： 测量时，倍率臂务必选正确，否则会产生很大 的测量误差，从而失去精确测量的目的。
比较臂比较臂比较臂比较臂比率臂比率臂比率臂比率臂被测电阻被测电阻被测电阻被测电阻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
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R→∞，即电桥输出处于开路状态时，非平衡电桥原理如图1所示，当负载电阻gg 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：S1414U I I R R ==+ 〔1〕则4R 上之电压降为：4BC S 14R U U R R =•+ 〔2〕同理3R 上的电压降为：3DC S23R U U R R =•+〔3〕 输出电压0U 为BC U 与DC U 之差()()340BC DC S S14232413S1423()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。
直流电桥
尽管有些单电桥采用了一些措施努力减 小误差，但对于1欧姆以下的小电阻测量 仍达不到较高准确的结果，此时应用直 流双臂电桥线路来测量小阻值。
灵敏度是电桥测量技术的一个重要指标，电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端 电压或电流的变化来表示，即： Su=⊿Uo/(⊿R/R)或Si=⊿Io(⊿R/R) 分别表示电桥的电压灵敏度和电流灵敏度。 测量电桥的桥臂电阻一般都应该按最大灵敏度来选择。
用QJ-23型直流单臂电桥测量电阻 1.调节好检流计的机械零点。 2.将待测电阻接在X1、X2上。 3.将比例臂V和比较臂I、II、III、IV调节到适当位置，使电桥在接近平衡 位置的状态下使用。 4.先按下电源按钮B0，再按下检流计按钮G1，特别注意检流计的偏转情 况，如偏转太大，应立刻松开按钮B0、G1，根据 偏转方向调节电桥各 臂，使检流器指示为零，电桥达到平衡。 5.按下B0、G0，记录各臂的读数。 6.分别测量两电阻各自的电阻值，以及两电阻串联、并联的电阻值，记 录于表中。
测量方法可分成直接测量法和间接测量法，直接测量 法是指无需通过数学模型的计算，通过测量可直接得出 结果。如用卡尺测工件的内径，卡尺的读数值就是工件 的外径。而间接测量法是需要通过数学模型的计算得出 测量结果，如检定一块压力表，测量结果是被检表示值 减去压力计的示值而得。
67.22
64.90
66.31
66.56
65.84
表三 以QJ-23型直流电阻电桥求电阻
测量项目 l1/l2 读数/Ω 测量结果/Ω
Rx1
0.01
9970
99.70
Rx2
0.1
2103
210.3
串联
0.1
3115
311.5
单臂半桥全桥加负载重量值与输出电压记录
单臂半桥全桥加负载重量值与输出电压记录
【原创版】
目录
1.单臂直流电桥、半桥差动、全桥差动的输出电压公式
2.灵敏度公式
3.非线性误差公式
4.惠斯通电桥（单臂电桥）的工作原理
5.负载重量值与输出电压记录的关联
正文
一、单臂直流电桥、半桥差动、全桥差动的输出电压公式
1.单臂直流电桥输出电压公式：r1/r2 * rx / rs
2.半桥差动输出电压公式：u0e / 2
3.全桥差动输出电压公式：uoui - 2ud
二、灵敏度公式
1.单臂直流电桥灵敏度公式：suuo / (r/r)
2.半桥差动灵敏度公式：sve / 4
3.全桥差动灵敏度公式：siio(r/r)
三、非线性误差公式
1.非线性误差公式：f1m/yf * s100%
四、惠斯通电桥（单臂电桥）的工作原理
惠斯通电桥，又称单臂电桥，是一种可以精确测量电阻的仪器。
它由四个电阻臂（r1，r2，r3，r4）和一个检流计（g）组成。
通过调整电阻臂的比值，使检流计中的电流为零，从而得到待测电阻的值。
五、负载重量值与输出电压记录的关联
在实际应用中，电桥的输出电压会受到负载重量的影响。
负载重量的增加会导致电阻臂的电阻值发生变化，从而影响输出电压。
因此，在进行电桥测量时，需要记录负载重量值，以便在分析数据时考虑到这一因素。
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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．
出被测电阻。
从图可以看出：R1被测电阻包括了引线电阻和接触面接触电阻，故实际电阻应减去引线电阻和接触面接触电阻，被测电阻越小，引线的误差越大，所以单臂电桥常用来测量1
欧以上的电阻，一般量程为1～99990欧。
对于开关接触电阻一般在微欧级，不宜使用此电桥，因为引线电阻为毫欧级，无法测量，此时可以使用双臂电桥。
．。