文档介绍：直流电桥测量准确,灵敏度高,具有重要的
应用价值。按使用的方式可分为平衡电桥和非平
衡电桥。
平衡电桥是通过平衡调节,把待测电阻与标
准电阻选行比較寘接得到待測电阻。如髙斯顿
电桥。然平衡电桥只能用于測量具有相对稳定状
的物理量。但实除工程上和科学奥验中,物理
量往佳是连续变化的,这些量只能采用非平衡电
桥才能测量。它直接测量电桥毓出的电压与电流
的变化,通过必要的运算处理最终得到电阻篁。
若在电桥后连接计犷机。对电桥輸出进行采样处
翌即可迅速得到实验的数据与绪。
驰愿理
非平衡电桥原理如图
1所示
在B、D之间接
负敢电阻R。只要测
量电桥輸出V、工
即可得到R值。
1、电桥分类
(1)臂电桥:R1=R2=R3=R4
(2)输出对称电桥,也称卧式电桥:
R=R=R. R=Ro=R
且R≠R
(3)电源对称电桥,也称为立式电
桥:R1=R2=RR2RAR,且R≠R。
2、输出电压
当负戴电阻R>∞0时,Ig=0,仅有电压输出,用表示。
当RR2R4/R3时,则电桥输出电压U=0,此时电桥处于平衡
状。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。这样可使輸出只与某一臂的电阻变化
有关。
考R1、R2、R3固定,R4为温度之函数R=R(t)=R2,则当温
度从t)t+△时,R4R4+△R,若电阻变化很小,即△R<<R1
(Ri是咆压輸出端指向电路內部的輸入阻抗),则輸出电压
R2。△R
U0(t)
(R1+R4)(R2+R3)
此时可得三种桥式的输出为
(1)誊臂电桥
Us△R
U0()==
4 R
Us△R
(2)卧式电桥
Uo(t)
R
(3)立式电桥
RR
△R
U(t)=
Us
(R+R(R+R) R
测量得到电压輸出后,通尅上迷公式运犷得到
△R(t)/R或△R(t),从而求得R(t)=R+AR(t)。
臂电桥、卧式电桥輸出电压比文式电桥高,因此
灵敏度也高,但立式电桥测量范围大。
3、输出功率
当负敢电阻R较小时,则电桥不仅有电压输出
g,也有电流I也就是说有功率输出,此种电桥也
称为功率桥。有必要求出I2和U当R/R2R3/R时,
功率桥达到平衡。当电桥的负敢电阻R普于輸出电抗
(电路内阻)即阻抗匹配时
RIR
R2R3
R
RI+R4 r2+R
则电桥輸出功率最大。此时电桥输出电流为
R2R4- RIR3
2R1R4(R2+R3)+R2R3(R1+R4)
输出电压为
R2R4-RIR3
Ug= lrg=
2(R2+R3)+(R1+R4)
当桥背R4的电阻有增量AR4时,我们可以得三种
桥式的电流、电压和功率变化。测量时都要预调平
街,平衙时之I、V、P均为0,(电流、电压、力
率变化都是相对于平衡状时讲的)。
当电阻增量AR较小时,即演足△R<R:时,则不同桥
式的三组公式分别为:
(1)爷臂电桥
△R、△U
US AR
8R
R
8
Us
△P
△R、2
64R R
(2)卧式电桥
△R
△R
△g=
AU-O
4(R+R')R
R
△R
△Ps=
32(R+R)R
(3)立式电桥
Us
△R
Us RR
△R
△Ug
(
4(R+R')R
2(R+R)2R
US RR
△R
AP
8(R+R)3R
由以上公式可知,当△R<<R:时,三种桥式的电
流、电压变化均与电阻变化率成线性比例。这对子测
处理十分方便。
测量得到△I和△U后,开通过上述相关公式运
算得到相应的△R1(t)和AR(t),熟后运用公式
△R(t)=
△R(t)+△R()
得到AR(t)后,同理可得R(t)=R+AR(t),若
采用功率表达式,则可直接运算得到AR(t)。如果
先计算得到AP,则可直接从AP得到△R(t)