非平衡电桥研究应用论文

设计性实验(非平衡电桥的应用)报告书写 悬赏分：200 - 离问题结束还有 13 天 3 小时要求:设计一个电桥电路,使之适合测量阻值在50欧~80欧范围变化的电阻值 应用实验室提供的条件,调试由不平衡电桥与模拟测温电阻构成的电阻温度计并对其显示表头进行标定,要求最小分度为5摄氏度,量程为0~100摄氏度. 仪器:稳压电源(XJ17232),非平衡电桥测温仪(DH-WT),电阻箱(ZX25a),小电阻箱,铜电阻,6跟导线.非平衡电桥测温仪上有R1,R2,En(电源)Rn(可调节电阻)RT(待测电阻)接口.铜电阻对应0摄氏度-53.00欧,100摄氏度-75.5欧 注:RT有三接口为两段串联 写明1目的2仪器3原理4步骤,结论(工作电压大小和稳定度对实验的影响)(实验数据与标准值的比较)提问者：xiaoandy3 - 江湖新秀 四级 答复共 1 条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、用非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性 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、DHT-1型多功能恒温实验仪 3、10KΩ热敏电阻 四、实验原理 非平衡电桥的原理图见图1 图 一 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R3使I0=0，从而得到 ，非平衡电桥则是使R1、R2、R3保持不变，RX变化时则U0变化。再根据U0与RX的函数关系，通过检测U0的变化从而测得RX，由于可以检测连续变化的U0，所以可以检测连续变化的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 电桥的四个桥臂阻值相等，即R1=R2=R3=RX0；其中RX0是RX的初始值，这时电桥处于平衡状态，U0=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R1=RX0，R2=R3，但R1≠R2 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 R1=R2 RX0=R3 但R1≠R3 4、比例电桥 这时桥臂电阻成一定的比例关系，即R1=KR2，R3=KR0或R1=KR3，R2=KRX0，K为比例系数。实际上这是一般形式的非平衡电桥。 （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压表或高输入阻抗运放等情况，这时称为电压输出，实际使用中大多采用这种方式；另一种是输出端接有一定阻值的负载电阻，这时称为功率输出，简称功率电桥。 下面我们分析一下电压输出时的输出电压与被测电阻的变化关系，功率电桥的输出可参见附录。 根据戴维南定理，图一所示的桥路可等效为图二（a）所示的二端口网络。 图 二（a） 图 二（b） 其中U0C为输出端开路的输出电压。Ri为输出阻抗，等效图见图二（b），可见 （1） 其中 电压输出的情况下RL→∞，所以有 （2） 令Rx=RX0+ΔR，Rx为被测电阻，RX0为其初始值，ΔR为电阻变化量。 通过整理，(1)、(2)式分别变为 （3） （4） 这是作为一般形式非平衡电桥的输出与被测电阻的函数关系。 特殊地，对于等臂电桥和卧式电桥(4)式简化为 （5） 立式电桥和比例电桥的输出与(4)式相同。 被测电阻的ΔR<< RX0时，(4)式可简化为 （6） (5)式可进一步简化为 (7) 这时U0与△R成线性关系 (三) 用非平衡电桥测量电阻的方法 1、将被测电阻（传感器）接入非平衡电桥，并进行初始平衡，这时电桥输出为0。改变被测的非电量，则被测电阻也变化。这时电桥也相应的电压U0输出。测出这个电压后，可根据(4)式或(5)式计算得到ΔR。对于ΔR