测量电桥应用的试验
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非平衡电桥的原理和应用实验非平衡电桥是一种利用电桥的非平衡状态来测量物理量的方法。
通常,电桥是由电阻、电容和电感元件组成的一种电路,用于测量物理量,如电阻、电容和电感。
在平衡状态下,电桥的两个相对端的电压相等,而在非平衡状态下,电桥的两个相对端的电压不相等。
非平衡电桥实验利用了这个原理,通过测量非平衡状态下的电压差来计算物理量的值。
1.搭建电桥电路:根据所测量的物理量的特性选择合适的电桥电路。
通常,电桥电路由一个待测量的电阻(物理量)和其他已知的电阻、电容或电感元件组成。
电桥的两个相对端分别连接到一个电源和一个测量仪器上。
2.调节电桥:调节已知元件的值,使电桥处于平衡状态。
平衡状态下,电桥的两个相对端的电压相等。
3.测量电压差:断开平衡状态,通过改变电源的电压或改变待测量物理量的值,使电桥处于非平衡状态。
此时,电桥的两个相对端的电压不相等。
4.计算物理量:根据非平衡状态下的电压差,使用相关的公式或表格计算出待测量物理量的值。
1.电阻测量:通过将待测电阻与已知电阻串联或并联,使用非平衡电桥实验可以测量待测电阻的值。
2.电容测量:通过将待测电容与已知电容串联或并联,使用非平衡电桥实验可以测量待测电容的值。
3.电感测量:通过将待测电感与已知电感串联或并联,使用非平衡电桥实验可以测量待测电感的值。
除了这些基本的应用,在实际中还可以将非平衡电桥应用于其他的测量领域,如温度的测量、湿度的测量以及化学物质的浓度的测量等。
在这些应用中,根据待测量的特性,可以选择合适的电桥电路进行测量。
总结起来,非平衡电桥利用了电桥的非平衡状态来测量物理量的方法,在多个领域都有广泛的应用。
通过搭建电桥电路、调节电桥、测量电压差和计算物理量的值,可以实现对电阻、电容和电感等物理量的测量。
同时,非平衡电桥也可以应用于其他领域的测量,如温度、湿度和化学物质浓度等。
一、实验目的1. 理解数字电桥的工作原理及其在交流参数测量中的应用。
2. 掌握数字电桥的操作方法,学会使用数字电桥测量交流电阻、电容和电感等参数。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理数字电桥是一种精密的测量仪器,利用电桥平衡原理,通过调节电桥的四个臂,使得电桥达到平衡状态,从而实现被测电阻、电容或电感的测量。
在交流参数测量中,数字电桥通过改变交流信号的频率,实现对不同参数的测量。
三、实验仪器与设备1. 数字电桥一台2. 交流信号发生器一台3. 被测元件(电阻、电容、电感)4. 连接线若干5. 示波器一台(可选)四、实验步骤1. 准备工作:- 将数字电桥、交流信号发生器、被测元件和连接线准备好。
- 熟悉数字电桥的操作界面和功能。
2. 测量电阻:- 将被测电阻接入数字电桥的电阻测量端口。
- 调节交流信号发生器的频率,使其在电阻测量范围内。
- 打开数字电桥,设置测量模式为电阻测量。
- 调节电桥的四个臂,使电桥达到平衡状态。
- 记录电阻值。
3. 测量电容:- 将被测电容接入数字电桥的电容测量端口。
- 调节交流信号发生器的频率,使其在电容测量范围内。
- 打开数字电桥,设置测量模式为电容测量。
- 调节电桥的四个臂,使电桥达到平衡状态。
- 记录电容值。
4. 测量电感:- 将被测电感接入数字电桥的电感测量端口。
- 调节交流信号发生器的频率,使其在电感测量范围内。
- 打开数字电桥,设置测量模式为电感测量。
- 调节电桥的四个臂,使电桥达到平衡状态。
- 记录电感值。
5. 数据分析:- 对测量数据进行整理和分析,绘制测量曲线。
- 比较测量值与理论值,分析误差来源。
五、实验结果与分析1. 电阻测量:- 测量值与理论值基本吻合,误差在允许范围内。
2. 电容测量:- 测量值与理论值基本吻合,误差在允许范围内。
3. 电感测量:- 测量值与理论值基本吻合,误差在允许范围内。
六、实验总结1. 数字电桥是一种精度较高的测量仪器,适用于交流电阻、电容和电感的测量。
交流电桥的应用实验原理1. 交流电桥简介交流电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。
它通过对未知元件与已知元件进行比较,利用电桥平衡条件来确定未知元件的值。
2. 交流电桥的基本原理交流电桥由四个电阻(或电容、电感)元件组成,形成一个平衡电桥电路。
其中两个电阻(或元件)串联在一起,称为一臂;另外两个电阻(或元件)并联在一起,称为另一臂。
两个并联电阻(或元件)与两个串联电阻(或元件)通过一个交流电源连接。
在一定条件下,交流电桥可以实现平衡。
3. 交流电桥的平衡条件当交流电桥的平衡条件满足时,桥路中不存在交流电流。
在平衡状态下,可以根据桥路电压的变化确定未知元件的值。
交流电桥的平衡条件包括: 1. 电桥四个角的电压为零。
即:\[V_a = V_c, V_b = V_d\] 2. 一臂和另一臂的电压比值等于已知元件的比值。
即:\[\frac{V_a}{V_b} = \frac{R_1}{R_2}\]4. 交流电桥的示波图为了观察交流电桥的平衡状态变化,可以通过示波器显示交流电桥电路中的电压变化情况。
示波图可以提供对电桥的全面了解,有助于分析实验数据。
5. 交流电桥的应用实验步骤进行交流电桥的应用实验时,需要按照以下步骤进行: 1. 按照电路连接图搭建交流电桥电路。
2. 调整已知元件的值,使得交流电桥达到平衡状态。
3. 记录平衡时示波器上的示波图数据。
4. 根据还原条件,计算出未知元件的参数值。
5. 重复实验,以提高实验数据的准确性。
6. 交流电桥的应用范围交流电桥广泛应用于电子电路分析、电工制造、化学工程等领域。
它可以用于测量电阻、电容、电感、电势差等元件的参数,帮助工程师和科研人员快速准确地获取实验数据。
7. 交流电桥实验注意事项在进行交流电桥应用实验时,需要注意以下事项: - 选择合适的已知元件,保证实验结果准确可靠。
- 搭建电桥电路时,要保证各部分连接牢固、无松动。
直流电桥的原理与应用实验简介直流电桥是一种用来测量电阻、电容、电感等的仪器,它通过平衡电桥的方法来判断被测物理量的大小。
本文将系统介绍直流电桥的原理和应用实验的方法。
原理直流电桥是基于电桥平衡原理工作的。
电桥平衡是指电桥四个电阻中电压的总和为零的状态。
当电桥平衡时,可以根据待测物理量与电桥电阻成正比的关系计算出被测量。
直流电桥主要由四个电阻、一个校准电阻、一个待测电阻和一个测量电压的表头组成。
实验步骤1.连接电路:按照电桥的原理图连接电路。
将待测电阻与校准电阻相连,并将它们连接到电桥上。
2.调节电桥:调节电桥上的调节器,使电桥平衡。
通常需要调节电桥的调节器,直到表头的示数为零。
3.测量电压:用表头测量电桥上的电压值。
记录下测量的电压值。
4.计算待测电阻:根据测量的电压值和已知的校准电阻值,通过计算公式计算出待测电阻的值。
实验注意事项•在进行实验前,检查电路连接是否正确,并确保仪器工作正常。
•在调节电桥时,应小心调节,避免粗暴操作导致电桥故障。
•在多次测量后应取测量值的平均值,以提高测量的准确度。
•实验完成后应及时断开电路,并将仪器归位。
应用领域直流电桥在实际应用中有广泛的应用,主要用于以下领域: - 电阻测量:直流电桥可以用来测量电阻,常用于电子元件的测量和电路设计中。
- 电容测量:直流电桥可以利用其平衡能力,测量电容的大小。
- 电感测量:直流电桥可根据电感与电桥电阻成反比的关系,测量电感的大小。
- 电导率测量:直流电桥可用于测试材料的电导率,用于材料的选型和应用中。
总结直流电桥是一种常用的测量仪器,通过平衡电桥的方法可以准确测量电阻、电容、电感等物理量。
在实验中需要正确连接电路、调节电桥使其平衡,并通过测量电压计算待测物理量的值。
直流电桥在电子领域、材料科学等领域的应用非常广泛,对于实验室和科研工作来说是非常重要的工具。
惠斯通电桥测实验报告惠斯通电桥测实验报告引言:在物理学中,电桥是一种常用的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
惠斯通电桥是其中最常见的一种。
本实验旨在通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并探讨电桥的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并了解电桥的工作原理和应用。
二、实验原理惠斯通电桥是由英国物理学家惠斯通于19世纪中叶发明的。
它基于电桥平衡条件,即在电桥的四个电阻中,当两个对角线上的电阻比例相等时,电桥平衡。
当电桥平衡时,通过测量电桥的电流和电压,可以计算出未知电阻的值。
三、实验步骤1. 将惠斯通电桥连接好,确保电路没有短路或开路的情况。
2. 调节电桥上的可调电阻,使电桥平衡。
这可以通过调节电阻的大小或改变电桥上其他电阻的值来实现。
3. 记录下平衡时的电流和电压值。
4. 重复上述步骤,使用不同的未知电阻进行测量。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的电流和电压值,可以计算出未知电阻的值。
根据惠斯通电桥的原理,当电桥平衡时,两个对角线上的电阻比例相等。
因此,可以使用以下公式计算未知电阻的值:未知电阻 = 已知电阻× (已知电压 / 测量电压)通过多次实验测量,可以得到不同未知电阻的值,并比较其与理论值的误差。
如果实验结果与理论值相差较小,则说明实验结果较为准确。
五、实验应用惠斯通电桥在实际应用中具有广泛的用途。
它可以用于测量电阻、电导率和电容等物理量。
在电子工程和电路设计中,电桥可以用于校准电阻器、测量电路的稳定性和精确度。
此外,电桥还可以用于检测电路中的故障和损坏部件。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了惠斯通电桥的原理和应用。
通过测量未知电阻的值,我们验证了电桥的准确性和精确度。
电桥作为一种常用的实验仪器,在物理学和工程学领域具有重要的地位和应用前景。
在今后的学习和实践中,我们将进一步探索电桥的其他应用,并不断提高实验技能和数据处理能力。
结语:惠斯通电桥是一种常见的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
一、实验目的1. 理解并掌握电桥的基本原理和测量方法。
2. 熟悉不同类型电桥(如惠斯通电桥、双臂电桥、交流电桥)的特性和应用。
3. 学习如何通过调节电桥参数来达到平衡状态,并利用电桥测量电阻、电容和电感等参数。
4. 分析实验数据,评估电桥的测量精度和误差来源。
二、实验原理电桥是一种测量电阻、电容和电感等参数的电路。
它由四个桥臂组成,通过调节桥臂参数使电桥达到平衡状态,从而实现参数的测量。
1. 惠斯通电桥:由四个电阻组成,用于测量未知电阻值。
当电桥平衡时,电桥对角线上的电位相等,通过测量已知电阻和未知电阻的比值,可以计算出未知电阻的值。
2. 双臂电桥:由四个电阻和一个电流源组成,用于测量低电阻值。
通过采用四端接法,可以消除接触电阻的影响,提高测量精度。
3. 交流电桥:由电阻、电容和电感等元件组成,用于测量电容、电感和品质因数等参数。
通过调节电桥参数,使电桥达到平衡状态,可以计算出待测元件的参数。
三、实验仪器与设备1. 惠斯通电桥实验仪2. 双臂电桥实验仪3. 交流电桥实验仪4. 待测电阻、电容和电感5. 检流计6. 交流电源7. 导线8. 计算器四、实验内容与步骤1. 惠斯通电桥实验:(1) 按照电路图连接惠斯通电桥实验仪。
(2) 调节已知电阻和未知电阻的比值,使电桥达到平衡状态。
(3) 记录已知电阻和未知电阻的值,计算未知电阻的测量结果。
2. 双臂电桥实验:(1) 按照电路图连接双臂电桥实验仪。
(2) 调节已知电阻和未知电阻的比值,使电桥达到平衡状态。
(3) 记录已知电阻和未知电阻的值,计算未知电阻的测量结果。
3. 交流电桥实验:(1) 按照电路图连接交流电桥实验仪。
(2) 调节电桥参数,使电桥达到平衡状态。
(3) 记录待测元件的参数,计算电容、电感和品质因数的测量结果。
五、实验数据与处理1. 记录实验数据,包括已知电阻、未知电阻、电容、电感等参数的测量值。
2. 分析实验数据,计算测量结果的平均值和标准偏差。
惠斯登电桥物理实验引言:惠斯登电桥是一种用来测量电阻的电路。
它由英国物理学家惠斯登于1854年发明,是一种经典的电阻测量方法。
本文将介绍惠斯登电桥的原理、实验步骤以及实验结果的分析和应用。
一、原理惠斯登电桥的基本原理是平衡条件下电桥两侧的电势差为零。
当电桥平衡时,通过电桥的电流为零,此时可以通过测量电桥两侧的电势差来计算未知电阻的值。
二、实验步骤1. 连接电路:将待测电阻与已知电阻R1、R2和R3连接成一个平衡电桥。
其中R1、R2和R3为已知电阻,待测电阻为Rx。
2. 调节电阻:通过调节变阻器或电位器,使得电桥两侧的电势差为零。
此时电桥达到平衡状态。
3. 测量电势差:使用电压计或万用表测量电桥两侧的电势差,记录下测量值。
4. 计算电阻:根据已知电阻和电势差的测量值,使用惠斯登电桥的公式计算待测电阻Rx的值。
三、实验结果分析根据惠斯登电桥的公式,可以计算出待测电阻Rx的值。
在实际实验中,由于电路的精度、测量仪器的误差等因素,测量结果可能存在一定的误差。
因此,在实验中需要注意以下几点:1. 保证电路连接的良好:电路的连接应牢固可靠,避免因接触不良而引起测量误差。
2. 注意电桥的平衡状态:在调节电阻时,应仔细观察电桥两侧的电势差是否为零,确保电桥处于平衡状态。
3. 多次测量取平均值:为了提高测量结果的准确性,可以进行多次测量并取平均值,减小误差的影响。
四、应用领域惠斯登电桥是一种常用的电阻测量方法,广泛应用于科学研究和工程实践中。
它可以用来测量各种类型的电阻,包括金属电阻、电解质电阻、半导体电阻等。
惠斯登电桥还可以用于测量温度、湿度等物理量的变化,以及检测电路中的故障。
结论:通过惠斯登电桥物理实验,我们可以准确测量电阻的值。
这种电桥方法简单可靠,适用范围广泛。
在实际应用中,我们需要注意实验步骤的正确性和实验结果的准确性,以保证测量结果的可靠性。
注:本文描述的是惠斯登电桥的基本原理和实验步骤,并未涉及具体的实验数据和计算方法。
直流单臂电桥实验报告直流单臂电桥实验报告引言:直流单臂电桥是一种常用的电子测量仪器,用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。
本实验旨在通过搭建直流单臂电桥电路,并进行相关测量,来了解电桥的原理和应用。
一、实验目的1. 了解直流单臂电桥的工作原理;2. 学会搭建直流单臂电桥电路;3. 掌握使用直流单臂电桥测量电阻、电容和电感等元件参数的方法。
二、实验原理直流单臂电桥是由电源、电阻、电容、电感和测量仪器等组成的电路。
其工作原理是通过调节电桥电路中的电阻、电容或电感,使得电桥平衡,即电桥两侧电压相等。
在平衡状态下,可以根据电桥中的元件参数计算出待测元件的参数。
三、实验步骤1. 搭建直流单臂电桥电路:将电源正极连接至电阻R1,电源负极连接至电阻R2,电容C和电感L分别连接至R1和R2的中点,测量仪器连接至R1和R2的两端。
2. 调节电桥电路:通过调节电阻R1和R2的阻值,使得电桥两侧电压相等,达到平衡状态。
3. 测量电阻:在平衡状态下,记录下电阻R1和R2的阻值,根据电桥平衡条件可计算出待测电阻的阻值。
4. 测量电容:将待测电容连接至R1和R2的中点,调节电桥电路使得平衡,记录下电容C的值。
5. 测量电感:将待测电感连接至R1和R2的中点,调节电桥电路使得平衡,记录下电感L的值。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的电阻、电容和电感的数值可以用于进一步分析。
比如,可以根据电阻的值判断导体的材料和长度;根据电容值判断电容器的质量和性能;根据电感值判断电感器的线圈匝数和磁性材料。
五、实验总结本实验通过搭建直流单臂电桥电路,实现了对电阻、电容和电感等元件参数的测量。
通过实验,我们深入了解了直流单臂电桥的工作原理,掌握了搭建电桥电路和测量电阻、电容和电感的方法。
这些知识和技能对于电子工程师和科研人员在实际工作中具有重要意义。
六、实验改进与展望在实验过程中,我们可以进一步改进实验方法,提高测量的精度和准确性。
同时,可以拓展实验内容,探索更多电桥的应用,如交流电桥、无源电桥等,以及在电子领域的其他实际应用。
电桥的使用实验报告电桥的使用实验报告引言:电桥是一种重要的电学实验仪器,它可用于测量电阻、电容和电感等电学元件的参数。
本次实验旨在探究电桥的使用方法及原理,并通过实验验证其准确性和可靠性。
一、实验目的本次实验的主要目的是:1. 理解电桥的基本原理和工作方式;2. 学习使用电桥测量电阻的方法;3. 验证电桥在测量电阻时的准确性。
二、实验原理电桥是由一根称为“电桥臂”的电阻丝和一根称为“电桥臂”的电阻丝组成的。
当电桥平衡时,电桥两侧的电压相等,电流通过电桥的两个臂也相等。
根据欧姆定律,我们可以得出以下关系式:R1/R2 = R3/R4其中,R1和R2是电桥两侧的电阻,R3和R4是电桥两个臂的电阻。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料:电桥、待测电阻、导线等;2. 将待测电阻连接到电桥的两个臂上;3. 通过调节电桥的调节钮,使电桥平衡,即两侧电压相等,电流相等;4. 记录电桥平衡时的电阻数值;5. 重复以上步骤,测量不同电阻的数值,并记录数据。
四、实验结果与分析通过实验测量,我们得到了一系列电阻的数值。
根据电桥的原理,我们可以计算出待测电阻的准确数值。
通过与标准电阻进行比较,我们可以评估电桥的准确性和可靠性。
五、实验结论本次实验通过使用电桥测量电阻的方法,验证了电桥的准确性和可靠性。
实验结果与标准电阻的数值相近,表明电桥具有较高的测量精度。
电桥作为一种重要的电学实验仪器,可广泛应用于科学研究和工程实践中。
六、实验总结通过本次实验,我深入了解了电桥的使用方法和原理。
电桥作为一种精密的测量仪器,具有较高的准确性和可靠性,在电学实验和工程测量中发挥着重要的作用。
在今后的学习和研究中,我将进一步探索电桥的应用,并不断提高自己的实验技能。
结语:电桥作为一种重要的电学实验仪器,通过本次实验,我对其使用方法和原理有了更深入的了解。
电桥的准确性和可靠性得到了验证,为今后的学习和研究提供了基础。
希望通过不断学习和实践,能够更好地运用电桥进行电学参数的测量和研究。
竭诚为您提供优质文档/双击可除直流电桥及其应用实验报告篇一:惠斯通电桥实验报告阜阳师范学院大学物理实验报告学号姓名实验日期教师签字成绩【实验名称】惠斯通电桥测电阻【实验目的】(1)掌握惠斯通电桥的基本原理。
(2)学会自组惠斯通电桥测电阻,掌握QJ23型箱式电桥的使用方法。
(3)了解直流电桥的灵敏度及影响它的因素,平衡电桥测量电阻的误差来源。
【实验仪器】Zx21电阻箱、检流计(或数字电压表)、QJ23型箱式电桥、滑线变阻器、待测电阻、保护电阻、直流稳压电源、导线、开关等。
【实验原理】(1)惠斯通电桥原理惠斯通电桥就是一种直流单臂电桥,适用于测中值电阻,其原理电路如图7-4所示。
若调节电阻到合适阻值时,可使检流计g中无电流流过,即b、D两点的电位相等,这时称为“电桥平衡”。
电桥平衡,检流计中无电流通过,相当于无bD这一支路,故电源e与电阻R1、Rx可看成一分压电路;电源和电阻R2、Rs可看成另一分压电路。
若以c点为参考,则D点的电位VD与b点的电位Vb分别为Vb?eR?2RRsVD?eRRxs1?Rx因电桥平Vb?VD故解上面两式可得R1RxR?2Rs上式叫做电桥的平衡条件,它说明电桥平衡时,四个臂的阻值间成比例关系。
如果RRR1x?Rx为待测电阻,则有Rs2。
选取R1、R2简单的比例如(1?1,1?10,10?1等)并固定不变,然后调节Rs使电桥达到平衡。
故常将R1、R2所在桥臂叫做比例臂,与Rx、Rs相应的桥臂分别叫做测量臂和比较臂。
惠斯通电桥原理图(2)电桥的灵敏度s??n电桥的灵敏程度定义:?RsRs灵敏度s越大,对电桥平衡的判断就越容易,测量结果也越准确。
s的表达式s??n?n??R???I?sR??ss?Ig?g??RsRs??s?12s?es1?R?Re?Rg?1?R2?Rs?Rx1?R??R?g?2Rx2?R1R?Rs R?e?xR2?2?R1R?Rs??2Rx??(3)电桥的测量误差电桥的测量误差其来源主要有两方面,一是标准量具引入的误差,二是电桥灵敏度引入的误差。
实验九 测量电桥应用实验一、实验目的1. 掌握在静载荷下使用静态电阻应变仪的单点应变测量方法2. 学会电阻应变片半桥、全桥接法二、实验仪器和设备1. 等强度梁装置2. A XL 2118系列静态电阻应变仪三、实验原理与方法等强度梁上应变片分布如图1所示。
电阻应变片电桥输出U 与各桥臂应变片的指示应变U i 有下列关系:)(44321εεεε-+-=EKU 其中:1ε、2ε、3ε、4ε分别为各桥臂应变片的指示应变,K 为应变片灵敏系数,E 为桥压。
图1 布片图对于半桥接法:如应变片R 1(正面、受压应变ε1)与温度补偿片接成半桥,另外半桥为应变仪内部固定桥臂电阻,则输出只有应变ε1;如梁上表面应变片R 1;(正面、受压应变ε1)与梁下表而应变片R 3(反面、受拉应变ε3),接成半桥,则输出为εεε2131=-。
()εε-13=对于全桥接法:如应变片R 1和R 2(正面、受压)与R 3和R 4(反面、受拉)接成全桥,则输出为εεεεε414231=-+-,()εεεε-=-==2143。
具体实验时组桥方式参照附表四、实验步骤1. 设计好本实验所需的各类数据表格。
2. 拟订加载方案。
估算最大载荷P max (该实验载荷范围≤10N)。
3. 按实验要求进行组桥接好线,调整好仪器,检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
4. 实验加载,加载前。
电阻应变仪进行平衡,然后加载,依次记录各点应变仪的读数见附表15. 作完实验后,卸掉载荷,关闭仪器电源,整理好所用仪器设备,清理实验现场,将所用仪器设备复原,实验资料交指导教师检查签字。
五、注意事项R2R1R5R3R41.测试仪未开机前,一定不要进行加载,以免在实验中损坏试件。
2.实验前一定要设计好实验方案。
3.加载过程中一定要缓慢加载,不可快速进行加载,以免超过预定加载载荷值,造成测试数据不准确,同时注意不要超过实验方案中预定的最大载荷,以免损坏试件;该实验最大载荷50N。
电桥的使用与温度的测量实验原理
电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻、电容和电感等电学元件的参数。
它基于一个平衡原理,通过调整电桥电路中的各个元件的数值来实现电桥电路的平衡,从而达到测量的目的。
温度的测量是电桥的一个重要应用之一。
传统的电桥温度测量实验主要利用热
敏电阻来进行测量。
热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而发生变化,这为温度的测量提供了依据。
在电桥中,将热敏电阻与一定的标准电阻相连接,形成一个带有测量电路的电桥。
测量温度时,首先通过调节电桥的各个元件的数值使得电桥电路保持平衡状态。
然后,通过测量标准电阻和热敏电阻两端的电压差,可以计算出热敏电阻的电阻值。
根据热敏电阻的特性曲线,可以通过该电阻值推算出温度的数值。
通常,此时会利用一组已知温度下的电桥平衡点标定数据,建立一个标定曲线,从而可以准确地测量其他温度下的电桥平衡点。
除了热敏电阻,电桥还可以用于测量温度的其他传感器,如热电偶和热电阻等。
不同的传感器类型会在电桥中采用不同的电路连接方式,但基本原理仍然是利用电桥平衡来测量传感器元件的参数。
总结起来,电桥是测量电学元件参数的重要实验工具,同时也可以用于温度的
测量。
通过调整电桥电路中的各个元件的数值,使得电桥保持平衡状态,可以准确地测量热敏电阻、热电偶等传感器的参数,从而实现温度的测量。
利用已知温度下的电桥平衡点标定数据,可以建立标定曲线,进一步提高温度测量的准确性。
电桥的原理与应用实验报告
1. 引言
•介绍电桥的定义和基本原理
•概述电桥的应用及其重要性
2. 实验目的
•理解电桥的工作原理
•学习如何使用电桥进行测量和实验
•掌握电桥在电学实验中的应用
3. 实验仪器和材料
•电桥装置
•电源
•电阻箱
•待测电阻器
•导线和连接器
4. 实验步骤
1.搭建电桥实验装置,将电源、电阻箱和待测电阻器依次连接起来。
2.调节电阻箱的电阻值,使得电桥实验装置平衡。
3.记录下平衡时电阻箱的电阻值,并计算出待测电阻器的电阻值。
4.重复步骤2和步骤3,进行多次实验,以保证结果的准确性。
5.分析实验数据,绘制相应的图表和曲线,得出结论。
5. 实验结果
•列出每一次实验测量得到的电阻值数据
•绘制电阻值变化图表
•计算平均电阻值,并计算其误差范围
6. 结论
•通过实验数据分析得出结论
•指出电桥在测量和实验中的重要性
•讨论实验中可能存在的误差来源,并提出改进方法
7. 实验总结
•总结电桥的原理和应用
•总结实验步骤和方法
•分析实验结果的准确性和可靠性
•指出改进的可能性和未来的研究方向
8. 参考文献
•列出实验中使用的相关教材、学术论文和参考文献的引用。
直流电桥及其应用实验报告实验名称:直流电桥及其应用实验目的:1. 了解直流电桥的工作原理和基本结构。
2. 掌握直流电桥的调零和调量方法。
3. 学习直流电桥在电阻、电容、电感测量等方面的应用。
4. 熟悉实验仪器的使用方法和实验数据的处理。
仪器与材料:1. 直流电桥装置2. 直流电源3. 标准电阻箱4. 调谐转换器5. 微安表6. 电容箱7. 电感箱8. 万用电表9. 接线板、导线等实验原理:直流电桥是一种通过比较电阻、电容或电感的方法来测量未知电阻、电容或电感的电器测量仪表。
其基本结构包括四个电阻组成的电桥臂、未知元件和标准元件分别连接两臂的中点,以及调谐装置和微安表。
当电桥臂两侧电位相等时,电桥平衡,微安表指针指向零点。
在电桥平衡时,根据电桥的平衡条件,可以推导出未知元件的阻值、容值或感值。
实验步骤:1. 连接电路:根据实验电路图,将直流电源,直流电桥装置和微安表等仪器依次连接起来。
2. 调零:将调谐转换器置于零点位置,调节标准电阻箱滑片和量程切换开关,使微安表的指针指向零点。
3. 调量:根据需要测量的未知元件,调节标准元件的阻值、容值或感值,使微安表的指针指向零点,记录标准元件的数值。
4. 测量未知元件:将未知元件和标准元件依次连接到电桥臂,并调节调谐转换器、标准元件和未知元件的数值,使微安表的指针指向零点,记录未知元件的数值。
5. 数据处理:根据实验数据,运用电桥平衡条件,计算出未知元件的阻值、容值或感值。
实验结果:根据实验数据及计算结果,得到未知元件的阻值、容值或感值,并分析其准确性和误差来源。
实验结论:通过直流电桥的实验,可以准确地测量未知电阻、电容或电感的数值,并了解其在电路测量中的应用。
讨论及改进:在实验中,应注意调谐装置的调节和微安表的精确度,以提高实验结果的准确性。
同时,可以尝试使用其他类型的电桥,比如交流电桥,来进行更深入的研究。
电桥及其应用实验报告电桥及其应用实验报告导言电桥是一种常用的电路测量仪器,广泛应用于科学研究和工程实践中。
本实验旨在通过搭建电桥实验装置,探究电桥在电阻测量和电导率测量中的应用。
一、电桥的原理电桥是基于电流平衡原理的一种测量仪器。
其基本原理是通过调节电桥中的各个元件,使得电桥两个分支中的电流相等,从而达到测量未知电阻或电导率的目的。
二、电桥实验装置的搭建实验装置包括电源、电桥、未知电阻或电导率样品以及测量仪器等。
首先,将电源接入电桥电路中,确保电源电压稳定。
然后,将未知电阻或电导率样品接入电桥电路中的一个分支,另一个分支为已知电阻或电导率样品。
最后,通过调节电桥中的元件,使得电流平衡,记录下相应的参数。
三、电桥在电阻测量中的应用电桥在电阻测量中具有较高的精确度和灵敏度。
通过搭建电桥实验装置,可以测量未知电阻的值。
在实验中,我们可以通过调节已知电阻的值,使得电流平衡,进而计算出未知电阻的值。
电桥在电阻测量中的应用广泛,例如在电子元器件的测试和电路的调试中常常使用电桥进行电阻测量。
四、电桥在电导率测量中的应用电桥在电导率测量中也有重要应用。
通过搭建电桥实验装置,可以测量未知样品的电导率。
在实验中,我们可以通过调节已知样品的电导率,使得电流平衡,进而计算出未知样品的电导率。
电桥在电导率测量中的应用广泛,例如在材料科学研究和化学实验中常常使用电桥进行电导率测量。
五、实验结果与讨论通过实验,我们成功搭建了电桥实验装置,并进行了电阻和电导率的测量。
通过调节电桥中的元件,我们得到了电流平衡时的参数。
根据这些参数,我们计算出了未知电阻和电导率的值,并与理论值进行对比。
实验结果表明,电桥在电阻和电导率测量中具有较高的准确度和可靠性。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了电桥及其在电阻和电导率测量中的应用。
电桥作为一种常用的电路测量仪器,具有较高的精确度和灵敏度,在科学研究和工程实践中发挥着重要的作用。
通过实验,我们对电桥的原理和实验操作有了更深入的理解,为今后的科学研究和工程实践提供了有力的支持。
测量电桥应用的试验一、实验目的:掌握测量电桥的应用,练习各种组桥并比较测量灵敏度。
二、实验原理:通过应变片可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化,通常这种变化是很小的。
要实现测量,必须用适当的办法检测电阻值的微小变化。
为此,一般是把应变片接入某种电路,使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号。
常用的电路有三种,即电位计、惠斯登电桥和双恒流源电路。
应变电桥一般采用交流电源,因而桥臂不能看作是纯阻性的,这将使推导变得复杂,对于直流电桥和交流电桥而言,其一般规律是相同的,为了能用简单的方式说明问题,我们分析直流电桥的工作原理。
(一)直流电桥在图1-1中,设电桥各桥臂电阻分别为R 1、R 2、R 3、R 4,其中的任意一个都可以是应变片电阻。
图1-1 直流电桥电桥的A 、C 为输入端,接上电压为U AC 的直流电源,而B 、D 为输出端、输出电压为U BD ,且4411R I R I U U U AD AB BD −=−= (a )由欧姆定律知)((344211R R I R R I U AC +=+=)=固有344211R R U I R R U I ACAC +=+=, 将I 1,I 4代入(a )式经整理后得到))((43214231R R R R R R R R U U ACBD ++−= (1-1)当电桥平衡时,U BD =0。
由(1-1)式可得电桥平衡条件为4231R R R R = (1-2)设电桥四个臂的电阻R 1=R 2=R 3=R 4,均为粘贴在构件上的四个应变片,且在构件受力前电桥保持平衡,即U BD =0,在构件受力后,各应变片的电阻改变分别为△R 1、△R 2、△R 3和△R 4,电桥失去平衡,将有一个不平衡电压U BD 输出,由(1-1)式可得该输出电压为))(())(())((4433221144223311R R R R R R R R R R R R R R R R U U ADBD Δ++Δ+Δ++Δ+Δ+Δ+−Δ+Δ+=将(1-2)式代入上式,且由于△R 1«R 1,可略去高阶微量,故得到)(444332211R R R R R R R R U U AC BD Δ−Δ+Δ−Δ=根据KRR /Δ=ε,上式可写成 )(44321εεεε−+−=KU U AC BD (1-3) 上式表明:4KU AC 为一常数,由应变片感受到得)(4321εεεε−+−,通过电桥可以线性地转变为电压的变化U BD 。
只要对这个电压的变化量按应变进行标定,就可用仪表指示出所测量的)(4321εεεε−+−,即4321εεεεε−+−=仪 (1-4)如果桥臂上只有AB 间接应变片,即仅R 1有一增量△R 感受应变ε1,则由式(1-2)和式(1-3)得到输出电压为11144εK U R R U U ACAC BD =Δ=(1-5)上式表明,与桥臂上四个电阻均为应变片时得到的应变相似,也可读出此时所测量的应变,即1εε=仪 (1-6)(二)温度补偿粘贴在构件上的应变片,其电阻值一方面随构件变形而变化,另一方面,当环境温度变化时,应变片丝栅的电阻值也随温度改变而变化。
同时,由于应变片的线膨胀系数与构件的线膨胀系数不同、也将引起应变片电阻值发生变化。
这种因环境温度变化引起的应变片电阻值变化,其数量级与应变引起的电阻变化相当。
这两部分电阻变化同时存在,使得测得的应变值中包含了温度变化的影响而引起的虚假应变,会带来很大误差,不能真实反映构件因受力引起的应变,因此,在测量中必须消除温度变化的影响。
消除温度影响的措施是温度补偿。
一般温度补偿的方法是采用桥路补偿法,它是利用电桥特性来进行补偿的。
桥路补偿法可分为以下两种:1.补偿块法以图1-2所示为例,把粘贴在受力构件上的应变片称为工作片R 1,以相同阻值的应变片贴在材料和温度都与构件相同的补偿块上、作为R 2称为补偿片,R 3、R 4为仪器内部的标准电阻。
此时由工作片得到的应变为t P εεε+=11,其中ε1P是载荷引起的应变,εt 是温度变化引起的应变。
而补偿片不受力只有温度应变,并且因材料和温度都与构件相同,产生的温度应变也应与构件一样,即ε2=εt 。
以R 3、R 4组成的半桥不感受应变。
故有ε3=ε4=0,它们产生的温度影响在公式(1-3)中相互抵消,于是由公式(1-4)可得p t t p d 114321εεεεεεεεε=−+−+−==由此可见在应变读数εd 中已消除了温度影响。
图1-2 单臂温度补偿2.工作片补偿片如图1-3所示,这种方法不需要专门的补偿块和补偿片,而是在同一受力构件上粘贴应变片R 1和R 2,分别贴在悬臂梁的受拉区和受压区,并按半桥接线。
图1-3 双臂温度补偿R 3、R 4为仪器内的标准电阻、构成另一半桥。
R 1和R 2应变值分别是:t p εεε−11=,t p εεε+−22=,由悬臂梁同一截面其应变等值异号可将R 2产生的应变写成t p t p εεεεε+−=+−122=。
R 3、R 4组成的半桥不感受应变,同理可得:ε3=ε4=0,温度影响相互抵消,于是将以上各应变量代入公式(1-4),得)(1121t p t p d εεεεεεε+−−+−==p t p t p 1112εεεεε=−++=由此可见温度应变也自动消除。
当采用全桥测量时,电桥四个桥臂都是工作片,由于它们处在相同的温度条件下,相互抵消了温度的影响。
其计算公式见(1-3)式或(1-4)式。
在此不重复阐述。
(三)应变片在电桥中的连接方法应变片在测量电桥中有各种接法。
实际测试中,常利用电桥基本特性而采用不同的接线方法,来达到以下目的:实现温度补偿;从复杂的变形中测出所需要的应变分量;扩大应变读数;减少测量误差;提高测量灵敏度。
测量电桥的各桥臂电阻可以全部是或部分是应变片,测试中常采用以下几种接线方法:1.半桥接线法若在测量电桥中的AB 和BC 臂上接应变片,而另外两臂CD 和DA 接应变片内部的固定电阻R ,则称为半桥接线法,如图1-4所示。
图1-4 半桥接线法由于CD 和DA 桥臂间接固定电阻,不感受应变,即应变为零。
按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为21εεε+=d (1-7)实际测量时,又可分为以下两种情况:(1)半桥单臂测量 在电桥的两个桥臂AB 和BC 上,R 1为感受应变的工作片,R 2为温度补偿片。
一般都可以用这种方法来测量构件某一点处的应变值,按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为实=εεd (1-8)(2)半桥双臂测量 在电桥的两个桥臂AB 和BC 上均接感受应变的工作片。
若测量时R 1、R 2两个应变片的温度环境相同,应变大小相等,而符号相反,即可采用该方法。
它既可提高测量灵敏度,又可使温度应变相互补偿。
按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为)(2121εεεεε−−=−=d 实ε2= (1-9)2.全桥接线法在测量电桥的四个桥臂上全部都接感受应变的工作片,称为全桥接线法,如图1-5所示。
图1-5 全桥接线法此时应变仪的读数应变由公式(1-4)即可得出4321εεεεε−+−=d (1-10)实际测量时,又可分为以下两种情况:(1)全桥测量 电桥的四个桥臂上都接感受应变的工作片,且4321R R R R ===,此时,温度应变可以相互补偿。
若在构件的受拉区粘贴R 1、R 3产生拉应变,在受压区粘贴R 2、R 4产生压应变,即负值。
由上式可得到)()(4321εεεεε−−+−−=d 实ε4= (1-11)显而易见,采用该法,测读数为实ε的4倍,灵敏度比只用一个工作片R 1明显地提高了。
(2)两对臂测量 电桥相对两臂接感受应变的工作片,另相对两臂接温度补偿片,构成全桥即R 1、R 3为相对应的工作片;R 2、R 4为相对应的温度补偿片。
这时四个桥臂的应变片都处于相同的温度条件下,相互抵消了温度的影响,同理,应变仪的读数应变由公式(1-2)可得31εεε+=d 实ε2= (1-12)(3)串联和并联接线法在应变测量中若采用多个应变片时,可将应变片串联或并联起来接入测量电桥,如图1-6所示。
分别为串联半桥接线和并联半桥接线。
图1-6串联和并联接线法由力学和电学知识很容易看出,串联和并联接线都不会增加读数应变。
但是串联后使桥臂电阻增大,因此在限定电流时,可以提高供桥电压,相应地便可以增加输出。
并联后则使桥臂电阻减小,因而输出电流相应提高,这对于直接采用电流表或记录仪器是比较有利的。
(四)动静态多通道测试系统中应变仪的操作方法1.图1-7为动静态多通道测试系统的应变仪面板连接示意图,CH1---CH11(CH6除外)为应变测试通道,CH6为公共补偿接线端。
桥路连接的方式为:全桥、半桥、1/4桥。
全桥方式:在接线排上AB ,BC,CD,DA之间接测试应变片(B`和D`悬空)。
半桥方式:在接线排上AB,BC之间接半桥应变片(B`、D和D`悬空)。
1/4桥方式:将接线排CH6 上CD之间接上补偿应变片(其它接线头悬空)。
在测试通道的接线排上将BB`,DD`用短接片短接,在BC之间接测试应变片(A悬空)。
C接点为应变片公共接点。
2.前面板上有载荷,位移通道接头和开关,见图1-8。
3.在连接好电路后,使仪器先预热5至10分钟左右,避免长时间连续使用。
4.在连接桥路时,将仪器断电。
图1-7 应变仪接线面板示意图三、实验方法按下图连接各种桥路,比较各种测量电桥的测量灵敏度。
(a) (b) (c)四、测试报告1.电桥测量读数理论值单片电桥连接,按图(a)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=εd=2ε半桥连接,按图(b)所示接入应变仪电桥,应变读数εd 全桥连接,按图(c)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=4εd=2ε并联连接,按图(d)所示接入应变仪电桥,应变读数εd 串联连接,按图(e)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=2εd2.实验数据。