文档介绍：:..非平衡电桥及应用摘要:本实验利用FQJ-III型教学用非平衡直流电桥进行平衡电桥(惠斯通电桥、开尔文电桥)和非平衡电桥(卧式、立式)的测量,并且采用电压输出、功率输出等形式。实验测量金属铜和热敏电阻的阻值,并计算铜电阻的温度系数。关键词:非平衡电桥温度系数热敏电阻引言:电桥的的基木原理是通过桥式电路来测量电阻,从而得到引起电阻变化的其它物理量,如温度、压力、形变等,桥式电路在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。根据电桥工作时是否平衡来区分,可将电桥分为平衡电桥与非平衡电桥两种。平衡电桥一般用于测量具有相对稳定状态的物理量,非平衡电桥往往和一些传感器元件配合使用。某些传感器元件受外界坏境(压力、温度、光强等)变化引起其内阻的变化,通过非平衡电桥可将阻值转化为电压或功率输出,从而达到观察、测量和控制环境变化的目的。非平衡电桥在传感技术中已得到广泛应用,非平衡电桥电路是传感技术中的重要组成部分。实验原理一、仪器1、 FQJ-III型用非平衡直流电桥2、 FQJ非平衡电桥加热实验装置3、 FB901型电阻测试板二、实验原理(1)平衡电桥1、单臂电桥(惠斯通电桥)下图为单臂电桥的原理图图中,R]、&、&构成一电桥,畀、C两端供一恒定桥压口,B、D之间为有一检流计G,当平衡时,G无电流流过,弘两点为等电位,贝I」:UbC=Udc,I1=I4」2=I3下式成立:IlRl=I2R2【3只3=1很4由于R4=Rx,于是有且=且R4为待测电阻Px,Rs为标准比较电阻,式小K=Rj/R2,称为比率,、、、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,只要调节心使电桥平衡,检流计为0,就可以根据下式得到待测电阻心之值RR严瓷R'=kr、■2、双臂电桥(开尔文电桥)由于单臂包桥未知臂的内引线、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。下图为双臂电桥的原理图rti图可知,双臂电桥在单臂电桥的基础上,增设了电阻心、心‘构成另一臂,被测电阻心和标准电阻Rv均采用四端接法,5两个电流端,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,尸八P2、P1'、尸2‘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。C2、cy两个电流端的附加电阻和连线电阻总和为儿只要适当调整R]、&、R3、的阻值,就可以消除r对测量结果的影响。当电桥平衡时,得到以下三个回路方程:人笃=l?Rx+,2尺3*【占2=】2出+,3心,2(尺+尺)=(厶一厶""从而求得Rv=且心+—吗一(鱼—也)R2&+R<+rR2R\从式中可以看出,双臂电桥的平衡条件与单臂电桥的平衡条件的差别在于多岀了式中的第二项。如果满足以下条件鱼=乞,则双臂7?2 &电桥的平衡条件为:R佥鞋在本电桥内部,通过特殊结构,使人3、R-,保持同步,处于任意位置都能保持相等,R,和心则是1(T可调节电阻,只要调节到R1—R2即可。(2)非平