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直流电桥 直流电桥 直直流流电电桥桥 电桥线路在电磁测量技术中，有着极其广泛的应用。电桥是一种用比较法 测量电阻的仪器。被广泛地应用于现代工业自动控制、电气技术、非电量转化为电学量 测量中。电桥的种类有许多，从供电电源来考虑可分为两大类直流电桥和交流电桥。直 流电桥用于测量电阻，交流电桥用于测量电容、电感。还可通过传感器将压力、温度等非电 学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。 直流电桥又可分为测量中等电阻值的惠斯通电桥（单臂电桥）和测量小电阻值的开尔 文电桥（双臂电桥）。 15-1 惠斯通电桥的原理和应用 实验原理 1.惠斯通电桥线路原理 如图15-1所示，若待测电阻Rx和标准电阻R并联，因并联电阻两端的电压相等，于 R x 1 x 2 是 I R = I R I1 x 2 R I R 或 = (1) I2 R I1 I2 图15-1 并联电阻 这样，待测电阻Rx与标准电阻R通过电流比 I1 联系在 一起，可以不用电压表来测量电压了，但是要测得Rx，还需要测量电流I 和I。为了避免 1 2 这两个电流的测量，我们设法用另一对电阻比Ra/Rb来代替这两个电流比，即要求 Ra I2 = Rb I1 （2） 这是容易做到的，设计一如图15-2(a)电路，当B点和D点电位相等时，（2）式成立。 (a) (b) 图15-2 惠斯通电桥电路 图15-2(a)所示电路就称之为惠斯通电桥电路。在B、D之间接一检流计G，调节电阻 Ra和Rb(或标准电阻R)，使检流计G中没有电流通过，这时B、D两点的电位相等。图15-2(a) 和(b)是等效的（试证明之）。比较（1）（2）两式，得 Rx Ra Ra = 或 Rx = R = KR (3) R Rb Rb 这样就把待测电阻Rx的值用三个电阻值表示了出来，式中k=Ra/Rb 称为比率臂或倍率。 通常将Rx、Ra、Rb和R叫做电桥的臂。Rx称为待测臂，R称为比较臂，将接检流计G的对 角线BD称为“桥”，当桥上没有电流通过时，称电桥达到了平衡。比例关系式（3）称为电 桥平衡的条件，这时两对面桥臂的电阻的乘积相等，这是“桥”的另一含义。可见电桥的平 衡与电流的大小无关。 调节电桥达到平衡有两种方法：一种是保持标准电阻R（比较臂）不变，调节比例臂K 的值；另一种是取比例臂K为某一定值，调节比较臂R。前一种方法准确度较低很少使用。 本实验采用三个电阻箱分别当做R、Ra、Rb三个桥臂，电阻板当做待测臂Rx，用检流 计检测桥上的电流，自己组装电桥。由(3)式可以看出，待测电阻Rx由比率值 和比较臂