试验五十二非平衡电桥的原理和应用.PDF

实验五十二 非平衡电桥的原理和应用 电桥可分为平衡平桥和非平衡电桥，非平衡电桥也称不平衡电桥或微差电桥。以往在教学中往往只做 平衡电桥实验。近年来，非平衡电桥在教学中受到了较多的重视，因为通过它可以测量一些变化的非电量， 这就把电桥的应用范围扩展到很多领域，实际上在工程测量中非平衡电桥已经得到了广泛的应用。 一、实验目的 1、掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同 2、掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法 3、学习与掌握根据不同被测对象灵活选择不同的桥路形式进行测量 4、掌握非平衡电桥测量温度的方法，并类推至测其它非电量 二、实验内容 1、用非平衡电桥测量线性电阻的温度特性 2、用热敏电阻为传感器结合非平衡电桥设计测量范围为 10~70℃的数显温度计 三、实验仪器及配件 1、非平衡电桥（DHQJ-1、DHQJ-2、DHQJ-3 型任选一种） 2、DHW—1A 型温度传感实验装置 3、Pt100 或 CU50 传感器 4、2.5KΩ热敏电阻 四、实验原理 非平衡电桥的原理图见图 1 非平衡电桥在构成形式上与平衡电桥相似，但测 量方法上有很大差别。平衡电桥是调节R 使I =0，从而 3 0 R1 得到 ，非平衡电桥则是使R 、R 、R保持不变， R RX ⋅ 3 1 2 3 R2 R 变化时则U 变化。再根据U 与R 的函数关系，通过检测U 的 X 0 0 X 0 变化从而测得R ，由于可以检测连续变化的U，所以可以检 X 0 测连续变化的RX，进而检测连续变化的非电量。 （一） 非平衡电桥的桥路形式 1、等臂电桥 图 1 电桥的四个桥臂阻值相等，即R =R =R =R ；其中R 1 2 3 X0 X0 是R 的初始值，这时电桥处于平衡状态，U =0 。 X 0 2、卧式电桥也称输出对称电桥 这时电桥的桥臂电阻对称于输出端，即R =R ，R =R ，但R ≠R 1 X0 2 3 1 2 3、 立式电桥也称电源对称电桥 这时从电桥的电源端看桥臂电阻对称相等即 R =R R =R 但R ≠R 1 2 X0 3 1 3 4、 比例电桥 这时桥臂电阻成一定的比例关系，即R =KR ，R =KR 或R =KR ，R =KR ，K为比例系数。实际上这是一般 1 2 3 0 1 3 2 X0 形式的非平衡电桥。 （二）非平衡电桥的输出 非平衡电桥的输出有两种情况：一种是输出端开路或负载电阻很大近似于开路，如后接高内阻数字电