上海交通大学物理实验报告（大二上）非平衡电桥的应用.docx

非平衡电桥的应用实验目的：学习非平衡电桥的工作原理；学习和掌握非平衡电桥的应用；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?这次实验中使用的是恒流源,则相应的表达式为:?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：热敏电阻铂电阻0 0 69628.8482220010027.6 53.58 2621.7427412.77109.41135.4 63.99 2039.1697517.88113.199543.3 72.74 1592.9837821.38115.801851.8 79.881254.8527825.97119.223962.2 86.77 948.48446330.60122.686569.6 90.89 773.916134.88125.89775.6 93.53 665.24396538.59128.687583.5 96.15 559.77296040.88130.413491.8 98.51 466.72766644.16132.890197.5 99.76 418.1786747.05135.0768100.0 100.00 408.91366.01350410050.00137.3134铂电阻Y = A + B * XParameterValueError------------------------------------------------------------A-0.095840.17236B0.494530.00253------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------0.9998700001------------------------------------------------------------Y = A + B * XParameterValueError------------------------------------------------------------A99.809890.15397B0.369410.00226------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------0.9998100001------------------------------------------------------------热敏电阻S思考与讨论误差分析数据记录与处理上：由于公式里面有个电压不在测量数据内，因此，作的泰勒