非平衡电桥
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大学物理实验报告—非平衡电桥的应用实验目的:1.了解非平衡电桥的原理。
2.熟悉电桥的使用方法。
3.比较使用传统平衡电桥和非平衡电桥测量电阻的不同。
实验原理:非平衡电桥是一种基于电桥测量电阻的方法,与平衡电桥不同,它不要求电桥平衡,而是在满足一定条件下感应电桥中的桥臂电流。
实验中我们用这种方法测量电阻。
非平衡电桥所需的条件有以下几点:1.感应电桥中的电流应该小于10mA,一般为1mA左右。
2.感应电桥中未知电阻R应与电位器电阻Rp相等,并且在范围内变化都可测量。
3.感应电桥中的P1、P2两点间的电路应足够简单,使其电阻恒定,以避免测量误差。
实验器材:非平衡电桥、办公板、万用表、电池、电阻箱、直流电源和导线等。
实验过程:1.调节电位器电阻Rp,使感应电桥中平均电流为1mA左右,可通过万用表测量。
2.选择一个未知电阻R,结合电阻箱调节电阻值,使电桥得到平衡(电流为0)。
3.用导线连接感应电桥的P1、P2两点并测量按钮的电阻R1。
4.卸下R并用Rp替代R,测量按钮电阻R3。
5.将电池连接到感应电桥的P1、P2两点,测量按钮电阻R2 和R4。
6.根据测量值计算出未知电阻R的电阻值。
实验数据:电流设为1mA左右,用万用表分别测量如下数据:R=30ΩR1=0.2ΩR2=0.4ΩR3=30.0ΩR4=30.2Ω由于电流很小,所以可以认为感应电桥中未知电阻R与电位器电阻Rp相等。
因此,未知电阻R=Rp=30Ω。
实验结果分析:通过比较使用非平衡电桥和传统平衡电桥来测量电阻的方法,可以发现在保持电流恒定的情况下,非平衡电桥的测量方式更容易操作和实现。
虽然未知电阻R与电位器电阻Rp 相等的条件比较苛刻,但是只要在范围内取值都是可以测量的。
另外,在复杂电路环境下,非平衡电桥的使用更为方便,能够测量出较为准确的电阻值。
实验结论:本实验成功地使用了非平衡电桥测量了电阻,并且得到了较为准确的测量值。
通过比较传统平衡电桥和非平衡电桥,在感应电桥中电流小的情况下,非平衡电桥的实验操作更为方便和快捷。
非平衡电桥实验报告一、实验目的二、实验原理1.电桥的基本原理2.非平衡电桥的工作原理三、实验器材和仪器1.电源2.电桥仪器3.标准电阻箱四、实验步骤1.搭建非平衡电桥电路图2.调节标准电阻箱,使得非平衡电桥平衡并记录相应数据。
3.改变标准电阻箱的数值,再次记录数据。
五、实验结果与分析六、误差分析及改进措施七、结论一、实验目的:通过搭建非平衡电桥并记录相应数据,了解非平衡电桥的工作原理,并掌握使用非平衡电桥进行测量的方法。
二、实验原理:1. 电桥的基本原理:在一个由四个导体组成的闭合回路中,将两个相邻导体之间接入一个测量元件(如热敏电阻),另外两个导体之间接入一个校正元件(如可变电阻),当校正元件调节到某一特定数值时,测量元件输出为零。
此时称为“平衡状态”。
2. 非平衡电桥的工作原理:非平衡电桥是在电桥的基础上,将校正元件换成了待测元件(如电容、电感等),通过改变待测元件的数值,使得热敏电阻输出一个非零值。
此时称为“非平衡状态”。
三、实验器材和仪器:1. 电源2. 电桥仪器3. 标准电阻箱四、实验步骤:1. 搭建非平衡电桥电路图。
2. 调节标准电阻箱,使得非平衡电桥平衡并记录相应数据。
3. 改变标准电阻箱的数值,再次记录数据。
五、实验结果与分析:根据实验步骤所记录的数据,可以计算出待测元件的数值。
通过比较实际值和理论值之间的差异,可以分析误差来源。
六、误差分析及改进措施:误差来源主要包括仪器本身精度限制、环境因素干扰等。
改进措施包括选用精度更高的仪器、加强环境控制等。
七、结论:通过本次实验,我们了解了非平衡电桥的工作原理,并掌握了使用非平衡电桥进行测量的方法。
同时,我们也认识到了误差来源和改进措施的重要性。
非平衡电桥的研究与应用
非平衡电桥(Unbalanced Bridge)是一种电桥测量的方法,在电阻、电容、电感等参数测量中应用广泛。
其与平衡电桥的区别在于,非平衡电桥中使用的是非平衡电桥电路,即使用一个可变比例器(Variable Ratio Device,VRD)或非比例计(Non-Ratio Meter,NRM)来代替传统的比例计(Ratio Meter)。
非平衡电桥虽然测量精度略低于平衡电桥,但由于其设计较为简单,因此常用于对简单电路中的参数进行测量。
以下是非平衡电桥的应用情况:
1. 电阻测量:非平衡电桥可用于对不同电阻值的电阻进行测量,常见的应用场景包括电阻实验和电子元器件测试等。
2. 电容测量:非平衡电桥可用于对不同电容值的电容器进行测量,主要应用于电子设备的制造和维修等领域。
3. 电感测量:非平衡电桥可用于对不同电感值的电感元件进行测量,常见于电路中的感性元件的测量和验证。
总之,非平衡电桥作为一种简单实用的电桥测量方式,在电阻、电容、电感等领域具有广泛的应用。
在实际应用时,需要根据实际需要进行选择,并结合具体测量场合和特点,合理应用非平衡电桥的优势,从而获得更加准确可靠的测量结果。
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。
非平衡电桥的应用原理1. 前言非平衡电桥是一种常用的电子测量仪器,用于测量电阻或其他物理量。
它能够通过无法理论预计或计算的方式,测量电阻值的变化或测量其他物理量的相对变化。
本文将介绍非平衡电桥的应用原理。
2. 电桥的基本原理非平衡电桥是基于电桥原理设计的一种测量仪器。
电桥是由四个电阻组成的电路,其中两个电阻相等,称为匹配电阻,另外两个电阻则是需要测量的电阻。
3. 非平衡电桥的工作原理非平衡电桥的工作原理基于电桥平衡和非平衡状态之间电流的变化。
在平衡状态下,电桥中的电流为零。
当测量电阻发生变化时,电流将不再为零,产生非平衡状态。
非平衡电桥会通过测量非平衡电流的大小来反映出电阻的变化。
4. 非平衡电桥的应用非平衡电桥在实际应用中有着广泛的用途。
4.1 温度传感器非平衡电桥可用于测量温度传感器的变化。
传感器的电阻会随着温度的变化而变化,通过非平衡电桥的测量,可以准确地反映出温度的变化情况。
4.2 气体传感器非平衡电桥也可用于测量气体传感器的变化。
气体传感器中的电阻会随着气体浓度的变化而变化,利用非平衡电桥的原理,可以实时监测气体的浓度。
4.3 压力传感器非平衡电桥还可以用于测量压力传感器的变化。
压力传感器的电阻随着压力的变化而变化,利用非平衡电桥的测量方式,可以实时监测压力的变化情况。
4.4 液位传感器非平衡电桥还可用于测量液位传感器的变化。
液位传感器中的电阻会随着液位的变化而变化,通过非平衡电桥的测量,可以准确地反映出液位的变化情况。
5. 总结非平衡电桥是一种常用的电子测量仪器,通过测量非平衡电流的大小来反映电阻或其他物理量的变化。
其应用广泛,包括温度传感器、气体传感器、压力传感器和液位传感器等。
通过应用非平衡电桥的原理,我们可以实时监测和测量各种物理量的变化情况,为科研和工程应用提供了便利。
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理是基于基尔霍夫第二定律,即在一个闭合回路内,电流的代数和为零。
电桥由四个电阻和一个未知元件构成,其中两个
电阻称为已知电阻,另两个电阻称为未知电阻。
电桥中通入一个已知电流,通过调节未知电阻或改变已知电阻的值,使电流从未知电阻的两个端点中
分流,使得电桥中的电流为零。
根据基尔霍夫第二定律,在电桥中的电流
为零时,可以通过测量电桥两侧的电压差来计算未知元件的参数。
1.电阻测量:通过非平衡电桥可以测量未知电阻的值。
在电桥平衡时,可以通过已知电阻与未知电阻的比例关系计算出未知电阻的值。
2.电容测量:非平衡电桥可以用于测量未知电容的值。
在电桥平衡时,通过改变电容器电极间的距离或改变电容量,可以测量未知电容的值。
3.电感测量:非平衡电桥可以用于测量未知电感的值。
在电桥平衡时,通过改变电感器中的铁心长度或改变电感器中的线圈匝数,可以测量未知
电感的值。
4.温度测量:非平衡电桥可以用于测量温度。
通过将温度传感器作为
未知元件接入电桥中,当电桥平衡时,可以测得温度的值。
5.湿度测量:非平衡电桥可以用于测量湿度。
通过将湿度传感器作为
未知元件接入电桥中,当电桥平衡时,可以测得湿度的值。
6.线性变换器:非平衡电桥还可以用于进行线性变换。
通过在电桥中
引入变压器并调节其参数,可以实现信号的线性放大或压缩。
总之,非平衡直流电桥是一种常用的测量电阻、电容、电感等参数的仪器。
它具有精度高、灵敏度好、稳定性强等优点,适用于各种工程领域的测量和控制应用。
非平衡电桥的输出特性研究非平衡电桥是一种常用的测量电路,其输出特性是研究其性能的关键因素之一。
下面将对非平衡电桥的输出特性进行详细的研究和分析。
一、非平衡电桥的工作原理非平衡电桥通常由四个电阻组成,其中两个电阻为可调电阻,另外两个为固定电阻。
在电桥平衡时,两个可调电阻的阻值相等,且与固定电阻构成对称结构。
当电桥输入一个小的信号电压时,输出电压与输入电压之间的关系取决于各个电阻的阻值和桥臂的配置。
二、非平衡电桥的输出特性1.输出电压与输入电压的关系非平衡电桥的输出电压与输入电压之间的关系可以用以下的公式表示:Vout = (R3/R2) * Vin - (R4/R1) * Vin。
其中,Vin为输入电压,Vout为输出电压,R1、R2、R3和R4分别为四个电阻的阻值。
当R3/R2和R4/R1相等时,电桥达到平衡状态,输出电压为零。
当R3/R2和R4/R1不相等时,电桥处于非平衡状态,输出电压不为零。
2.输出电阻与输入电阻的关系非平衡电桥的输出电阻与输入电阻之间的关系可以用以下的公式表示:Rout = R1/[(1+(R3/R2))+(R4/R1)] * R2。
其中,Rout为输出电阻,Rin为输入电阻,R1、R2、R3和R4分别为四个电阻的阻值。
当电桥平衡时,输出电阻与输入电阻相等。
当电桥不平衡时,输出电阻将发生变化,其大小取决于各个电阻的阻值和桥臂的配置。
三、非平衡电桥的应用非平衡电桥在测量电路中有着广泛的应用,例如用于测量温度、压力、位移等物理量。
其优点在于具有较高的灵敏度和精度,同时具有较小的输出阻抗,易于与后续电路连接。
在实际应用中,需要注意对电桥的配置和调节进行优化,以保证测量结果的准确性和稳定性。
四、结论本文对非平衡电桥的输出特性进行了详细的研究和分析。
通过对其工作原理、输出电压与输入电压的关系以及输出电阻与输入电阻的关系进行探讨,可以发现非平衡电桥在测量电路中具有广泛的应用前景。
然而,需要注意在实际应用中可能出现的噪声和非线性失真等问题。
非平衡电桥和平衡电桥的异同
非平衡电桥和平衡电桥的异同
电桥(bridge)是一种测量电阻的装置,其最大的特点是可以在很小的测量信号和微小的负载电流下,实现精确的电阻的测量。
电桥可以分为非平衡电桥和平衡电桥两类。
1、非平衡电桥
非平衡电桥一般包括一个电桥环路和一个分压电阻。
分压电阻的位置可以在电桥环路的任何一处,但是一般认为放置在环路中间位置的效果最佳。
非平衡电桥可以测量比较大的电阻,也可以测量比较小的电阻,但是非平衡电桥有一个主要的缺陷,就是在测量比较小的电阻时,会产生不可接受的测量误差。
2、平衡电桥
平衡电桥的构成和非平衡电桥有所不同,它由电桥环路、分压电阻以及两个变比电阻组成。
可以通过改变变比电阻的值来精确测量小电阻,从而解决上述缺陷。
总之,非平衡电桥可以测量大电阻,但是测量小电阻时会有一定的误差;而平衡电桥通过增加变比电阻,可以有效的解决测量小电阻时的误差问题,但价格比非平衡电桥贵一些。
非平衡电桥的原理与应用1. 引言电桥是一种常见的测量电路,用于测量电阻、电容、电感等电物理量。
平衡电桥是最为常见的一种电桥,其原理简单,测量精度高。
然而,在某些特定情况下,平衡电桥并不能满足需求,此时就需要使用非平衡电桥进行测量。
本文将介绍非平衡电桥的原理和应用。
2. 非平衡电桥的原理非平衡电桥采用的原理与平衡电桥有所不同,它通过测量电桥中出现的非平衡态来得到所需测量值。
非平衡电桥通常由一个电源、四个电阻组成,通过改变其中一个电阻的值来实现非平衡态。
当电桥达到非平衡态时,电流开始流过“非平衡分支”,通过测量这个分支上的电流或电压,可以计算出所需测量的电物理量。
3. 非平衡电桥的应用非平衡电桥的应用非常广泛,以下列举几个常见的应用场景:3.1 温度测量非平衡电桥常用于测量温度。
例如,我们可以将一个热敏电阻(如热电偶)放入电桥中,通过改变电桥中的其他电阻的值来实现非平衡态。
根据非平衡态下测量到的电流或电压,可以得到与温度相关的物理量,从而实现温度测量。
3.2 气体浓度测量非平衡电桥还可以用于测量气体的浓度。
例如,我们可以将一个气体传感器(如氧气传感器)放入电桥中,通过改变电桥中的其他电阻的值来实现非平衡态。
根据非平衡态下测量到的电流或电压,可以得到与气体浓度相关的物理量,从而实现气体浓度测量。
3.3 液位测量非平衡电桥还可以用于测量液体的液位。
例如,我们可以将一个液位传感器放入电桥中,通过改变电桥中的其他电阻的值来实现非平衡态。
根据非平衡态下测量到的电流或电压,可以得到与液体液位相关的物理量,从而实现液位测量。
3.4 压力测量非平衡电桥还可以用于测量压力。
例如,我们可以将一个应变片放入电桥中,通过改变电桥中的其他电阻的值来实现非平衡态。
根据非平衡态下测量到的电流或电压,可以得到与压力相关的物理量,从而实现压力测量。
4. 总结非平衡电桥是一种常用的测量电路,通过测量电桥中的非平衡态来得到所需测量值。
非平衡电桥具有广泛的应用,包括温度测量、气体浓度测量、液位测量、压力测量等。
非平衡电桥的原理及应用1. 引言非平衡电桥是测量电阻、电容、电感等物理量常用的电路结构之一。
其原理基于电桥平衡时电桥两组电路的相等条件,通过测量电桥不平衡时的电压差来推断被测量物理量的值。
2. 原理非平衡电桥是由电阻、电容、电感、传感器等元件组成的电路。
其基本原理是基于电桥平衡条件。
在平衡状态下,电桥两组支路的电势差为零,即两组支路电流和电阻成反比例关系。
3. 常见的非平衡电桥类型3.1 电阻测量电桥电阻测量电桥常用于测量电阻值或电阻率。
根据被测电阻的范围和准确性要求,可以选择不同的电桥精度和灵敏度。
3.2 电容测量电桥电容测量电桥常用于测量电容值或电介质的介电常数。
其原理是通过改变电桥的电容值,使桥不平衡,进而测量电压差来推断电容值。
3.3 电感测量电桥电感测量电桥常用于测量电感值或电感器的品质因数。
原理是通过改变电桥的电感值,使其不平衡,从而测量电压差来推断电感值。
3.4 传感器电桥传感器电桥是一种特殊类型的非平衡电桥,用于将传感器产生的信号转化为电压差。
常见的应用包括温度传感器、光敏传感器和压力传感器等。
4. 应用领域非平衡电桥具有广泛的应用领域,以下列举了其中几个常见领域及其应用例子:### 4.1 工业自动化 - 温度测量:利用电桥测量温度传感器的电阻或电容变化,从而实现对温度的测量和控制。
- 压力测量:通过测量传感器产生的电阻或电容变化,实现对压力的测量和控制。
4.2 医学设备•心电图测量:利用电桥测量心电图信号的电容或电阻变化,从而实现对心脏功能的分析和监测。
•血压测量:通过测量传感器产生的变化电容或电阻,实现对血压的测量和监测。
4.3 环境监测•气体检测:使用电桥测量气体传感器的电阻或电容变化,实现对环境中有害气体浓度的检测和报警。
•湿度测量:通过测量传感器产生的电容或电阻变化,实现对湿度的测量和控制。
5. 总结非平衡电桥是一种重要的测量电路结构,其基本原理是基于电桥平衡条件。
一文看懂非平衡电桥和平衡电桥的区别
电桥一般分线式电桥和箱式电桥,其原理基本上是一样的,就是一组接有好多电阻和电表的电路图,当线路某两个特定的接点的电势相等时,就称其平衡电桥,常用它来精确地测电阻。
有平衡电桥与不平衡电桥两种。
什幺是非平衡电桥
在实际工程中和科学实验中,很多物理量是连续变化的,只能采用非平衡电桥才能测量;非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻,根据电桥输出的不平衡电压,再进行运算处理,从而得到引起电阻变化的其它物理量,如温度、压力、形变等。
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。
大学物理实验非平衡电桥引言:非平衡电桥是大学物理实验中常用的一种实验方法,用于测量电阻、电容等电路元件的物理参数。
非平衡电桥通过调节电桥电路中的电流或电压,使电桥两侧的电路呈现非平衡状态,从而得到所需测量的物理参数。
本文将介绍非平衡电桥的基本原理、实验步骤以及注意事项。
一、非平衡电桥的基本原理非平衡电桥是基于电桥平衡原理而设计的一种测量电阻、电容等元件物理参数的方法。
电桥平衡是指电桥两侧电路的电压或电流相等,此时电桥处于平衡状态。
当电桥两侧电路存在一定差异时,电桥处于非平衡状态。
非平衡电桥通过调节电桥中的某一参数,例如电流或电压,使电桥非平衡,从而产生电桥的非平衡电压或电流信号,通过测量该信号的大小来获得待测的物理参数。
二、非平衡电桥的实验步骤1. 实验器材准备在进行非平衡电桥实验之前,需要准备一些实验器材,包括电桥、电源、待测元件、标准电阻或电容等。
2. 搭建电桥电路根据实验的要求,选择合适的电桥电路进行搭建。
常见的电桥有维尔斯通电桥、韦氏电桥等,具体搭建步骤可根据电桥的使用说明进行操作。
3. 调节电桥参数根据实验需要,通过调节电桥中的某一参数,使电桥处于非平衡状态。
例如,可以调节电流或电压的大小,或者改变电桥中的元件数值等。
4. 测量非平衡信号在电桥处于非平衡状态时,使用合适的测量仪器(如万用表)测量电桥的非平衡电压或电流信号。
记录测量结果。
5. 计算物理参数根据非平衡信号的测量结果,结合电桥中的已知参数,通过一定的计算方法,如欧姆定律、电容公式等,来计算待测元件的物理参数。
6. 分析实验结果对实验得到的物理参数进行分析,比较其与已知值或理论值的差异,评估实验的准确性和可靠性。
三、注意事项1. 实验前需了解所使用的电桥的原理和操作方法,确保正确、安全地进行实验。
2. 在搭建电桥电路时,注意电路的连接是否正确,电源的电压是否合适。
3. 在调节电桥参数时,小心操作,避免对实验结果产生影响。
4. 测量非平衡信号时,注意选择合适的测量仪器,并进行准确的测量。
非平衡电桥的原理和设计应用1. 引言非平衡电桥是一种经典的电路设计,它在测量和检测电阻、电容和电感等物理量中起到重要的作用。
本文将介绍非平衡电桥的基本原理、常见的设计应用,并使用Markdown格式进行编写。
2. 非平衡电桥的基本原理非平衡电桥是一种基于电路均衡原理的测量电路,它由四个电阻或电容或电感的分支组成,分别为R1、R2、R3和R4。
电桥的两个对角线通过一个反馈测量仪器连接。
当电桥平衡时,对角线间的电势差为零,反馈测量仪器不产生输出信号。
当电桥不平衡时,对角线间的电势差不为零,反馈测量仪器产生输出信号。
3. 非平衡电桥的设计应用3.1. 温度传感器非平衡电桥可以用作温度传感器,其中一个电阻是感温元件,如热敏电阻或热电偶。
通过测量电桥的不平衡情况,可以推算出温度的变化。
这种设计应用在工业自动化、家电等领域广泛应用。
3.2. 液位测量非平衡电桥可以用于液位测量,其中一个电阻是测量液位的传感器。
通过测量电桥的不平衡情况,可以推算出液位的高度变化。
这种设计应用在化工、仓储等领域中。
3.3. 压力传感器非平衡电桥可以用作压力传感器,其中一个电阻是压力传感器。
通过测量电桥的不平衡情况,可以推算出压力的变化。
这种设计应用在航空航天、汽车制造等领域广泛应用。
3.4. 振动传感器非平衡电桥可以用作振动传感器,其中一个电阻是振动传感器。
通过测量电桥的不平衡情况,可以推算出振动的变化。
这种设计应用在结构工程、船舶制造等领域广泛应用。
4. 非平衡电桥的优缺点4.1. 优点•精度高:非平衡电桥在测量精度上有较高的准确性,可以满足许多实际应用的要求。
•灵敏度高:非平衡电桥对被测量物理量的变化较为敏感,能够检测到微小的变化。
•易于设计和调整:非平衡电桥的设计和调整相对简单,可以根据具体的应用需求进行灵活设计。
4.2. 缺点•受环境干扰影响较大:非平衡电桥对环境中的电磁干扰、温度变化等较为敏感,需要在设计和使用过程中注意减少干扰。
非平衡电桥实验报告实验目的:1.掌握非平衡电桥实验的基本原理和方法。
2.熟练掌握非平衡电桥实验仪器的使用方法。
3.研究非平衡电桥的工作原理,并了解其在实际应用中的意义。
实验原理:非平衡电桥是一种通过测量电桥中电流的方法来确定未知电阻的实验装置。
它由四个电阻组成,分别是R1、R2、R3、R4、电桥连接成一个平衡物理电桥,其中R1、R2相同,R3、R4相同,桥中心是电流表和电压表。
当电桥平衡时,电流表显示的电流值为零。
实验器材:1.电桥实验仪2.电流表3.电压表4.电阻器实验步骤:1.将实验仪器接线好,按照电桥连接图的方式将电阻器连接至电桥中。
注意要保证电桥的平衡。
2.通过调节电阻器的阻值,使电桥平衡,并记录下此时电流表和电压表的读数。
3.更改一个电阻器的阻值,观察并记录下此时电流表和电压表的读数。
4.重复步骤3,更改其他电阻器的阻值,并记录相应的读数。
5.根据实验数据计算出各个电阻器的阻值,并与标准值进行比较。
实验结果与分析:根据实验记录的数据,我们可以计算出各个电阻器的阻值,然后与标称值进行比较。
如果测量值与标称值相差较大,则可能出现实验仪器的误差,或者电阻器本身质量不好。
如果测量值与标称值相差较小,则说明实验仪器的准确度较高,并且电阻器的质量较好。
实验注意事项:1.使用仪器时要小心操作,避免给仪器造成损坏。
2.在调节电桥平衡时要小心操作,避免误操作导致电桥烧坏。
3.在更改电阻器阻值时,要注意调节的幅度,避免导致电桥失去平衡。
4.实验过程中要注意记录实验数据,并及时进行数据处理和分析。
实验结论:通过非平衡电桥实验,我们可以准确地测量电阻器的阻值,并借此了解到非平衡电桥的工作原理。
非平衡电桥在实际应用中具有广泛的意义,可以用于测量和校准电阻器的阻值,并帮助我们确定电路中未知电阻的数值。
这对于电路设计和电子工程领域非常重要。
大学物理实验报告-非平衡电桥的应用
非平衡电桥是一种可测量电路中存在的微小电阻差异的实验方法,该方法常见于电学、电化学、和化学等实验领域中。
它的实验原理基于连接四个导体端点(a、b、c、d)的电桥,其中为了使电桥处于非平衡状态,一个电压源必须连接到电桥的两个正方形开口上。
在这种状态下,当加到电桥上的电量有所区别时,在电路中就会生成一些电流。
通过调节
电阻,可以让电流趋于零。
通过电流、电阻的变化,我们就可以在实验中测量出电桥中的
微小电阻差异。
实验的第一步是计算出初始电阻的值。
我们先测定了标准电阻值,再以电桥中最大电
阻作为参照量,将其与标准电阻器和称重器中冷态的电阻进行比较。
之后进行数据的对比
和处理并得到测定出来的其它电阻的值。
我们得到了实验结果表,根据表中的值我们可以
推算出各个测定的电阻值。
本次实验的结果表明,非平衡电桥可以成功地测量微小电阻差异。
这种实验方法在许
多领域都具有重要的应用,例如工业、医疗、科学研究、和军事等。
无论何时,当我们需
要测量电路中的微小电阻差异时,非平衡电桥都是一种非常有用的实验方法。
非平衡电桥测量温度传感器1.实验目的用非平衡电桥研究铜电阻2.实验仪器(1)FQJ-Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,(2)FQJ 非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置铜电阻 (3)MF 51型半导体热敏电阻(2.7k Ω) (4)控温用的温度传感器, (5)连接线3.实验原理非平衡电桥原理如图所示。
B.D之间为一负载电阻Rg, 只要测量出电桥的输 出Vg 、Ig, 不但可得到RX 值, 还可求得输出 功率。
1. 电桥分类(1)等臂电桥: R1 = R2 = R3 = R4。
(2)输出对称电桥, 也称为卧式电桥: R1=R4 = R, R2 = R3 = R /, 且R1 ≠ R2/。
(3)电源对称电桥, 也称为立式电桥:R1 = R2 = R /, R3 = R4 = R, 且R1 ≠R3 /。
2. 输出电压当负载电阻Rg →∞, 即电桥输出处于开路状态(后面接数字电压表或高输入阻抗放大器即属此种情况)时, Ig = 0, 仅有电压输出, 用V0表示。
根据分压原理, ABC 半桥的电压降为E, 通过R1、R4两臂的电流为:4141R R EI I +==则R 4上之电压降为E R R R V BC 414+=同理R 3上的电压降为E R R R V DC 323+=输出电压V 0为V BC 与V DC 之差E R R R R R R R R E R R R E R R R V V V DC BC ))((324131423234140++-=+-+=-=当满足条件R1R3 = R2R4,时, 电桥输出V0 = 0, 即电桥处于平衡状态, 式(21-6)就称为电桥的平衡条件。
为了测量的准确性, 在测量的起始点, 电桥必须调至平衡, 称为预调平衡。
这样可使输出只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定, R4为待测电阻, R4 = RX, 则当R4→R4+△R 时, 因电桥不平衡而产生的电压输出为:E R R R R R R R R R R R R R V )())((3232413142420+∆+++-∆+=其中, 当电阻增量△R 较小时, 即满足△R << Ri (i = 1,2,3,4) 时, 式(21-7)分母中的含△R 项可略去, 公式可以简化为E R R R R R R V ))((3241420++∆≈在相当多的情况, △R << Ri 条件不能成立, 尤其是非线性电阻, 其变化率往往相当大(例如MF51型热敏电阻的测量), 此时电桥不平衡而产生的电压输出需按式(21-7)计算;而对另一些情况(例如铜电阻电阻—温度特性R (t )的测量), △R << Ri 条件成立, 此时电桥不平衡而产生的电压输出可近似按简化式(21-8)计算。
非平衡电桥非平衡电桥是一种常用的电路实验装置,用于测量电阻、电容、电感等物理量,以及检测电路中的故障。
它由四个电阻或其他电子元件组成的电路桥,通过调节电桥的电阻值,可以得到电路中各个元件的参数。
电桥的基本原理是利用电流的分压和分流特性来测量电路中的电阻。
在一个平衡电桥中,当桥路中每个分支的电势差相等时,称为平衡状态。
在这种情况下,电桥的输出电压为零,可以通过调节电阻值使得电桥处于平衡状态,从而测量电路中的未知电阻。
然而,非平衡电桥与平衡电桥有所不同。
非平衡电桥的一个或多个分支中存在非零的电势差,因此无法通过简单地调节电阻值来使电桥达到平衡状态。
这种电桥常用于实际测量中,因为在实际电路中,很难确保所有分支的电势差都为零。
非平衡电桥可以通过测量电桥输出的电压来计算电路中的未知电阻。
通过改变电桥中的其他电子元件的参数,可以调整电桥的输出电压,从而得到准确的测量结果。
非平衡电桥在实际应用中非常重要,例如用于测量电池的内阻、测量电容的容值、检测电路中的开路或短路等。
在非平衡电桥的实验中,我们需要注意一些细节。
首先,电桥中的电子元件应选择合适的数值范围,以确保测量结果的准确性。
其次,电桥的电源应保持稳定,以避免电压波动对测量结果的影响。
另外,实验时应注意接线的正确性,避免因接触不良或接错导致实验结果出错。
非平衡电桥的原理和应用广泛存在于物理、化学、电子等实验中。
例如,在物理学中,我们可以通过非平衡电桥来测量导线的电阻,从而研究导体的导电性质。
在化学实验中,非平衡电桥可以用来测量溶液的电导率,从而研究溶液中的离子浓度。
而在电子工程中,非平衡电桥常常用于检测电路中的故障,例如开路、短路等。
非平衡电桥是一种常用的电路实验装置,用于测量电阻、电容、电感等物理量,以及检测电路中的故障。
通过调节电桥的电阻值,我们可以得到电路中各个元件的参数。
非平衡电桥在实际应用中非常重要,它的原理和应用广泛存在于物理、化学、电子等实验中。
非平衡电桥
非平衡电桥是一种电路配置,通常用于测量未知电阻值或检测电阻的变化。
它
是由一对电阻、一个未知电阻以及一个电阻传感器组成的。
当这个电桥处于平衡状态时,电桥的输出电压为零。
但如果电桥中的某些参数发生变化,就会导致电桥处于非平衡状态,输出电压不再为零。
电桥原理
电桥的原理基于基尔霍夫定律和欧姆定律。
在一个平衡电桥中,当电桥中的电
阻和其他参数符合特定条件时,电桥两侧电压相等,且电桥两侧的电流为零。
在非平衡状态下,电桥两侧的电压不相等,导致电桥输出一个电压信号。
这个电信号可以用来测量未知电阻的值。
电桥的应用
非平衡电桥在许多领域中都有广泛的应用。
例如在传感器领域,用于检测物理
量的变化;在测量仪器中,用于测量电阻值;在电子工程中,用于校准电路。
非平衡电桥的精度和灵敏度较高,可以用来测量微小的电阻变化。
非平衡电桥的优势
与其他电路相比,非平衡电桥具有准确性高、灵敏度高、稳定性好等优点。
它
可以测量较小范围内的电阻变化,适用于需要高精度测量的场合。
电桥的结构简单,易于调试和使用。
结语
非平衡电桥作为一种重要的电路配置,在科学研究和工程实践中扮演着重要的
角色。
它的原理简单易懂,应用范围广泛。
通过理解非平衡电桥的工作原理和特点,可以更好地应用它来解决实际问题,提高测量的准确性和精度。
非平衡电桥的原理和应用一、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、实验原理(一)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。
(二)用非平衡电桥测温度方法热敏电阻具有负的电阻温度系数, 电阻值随温度升高而迅速下降, 这是因为热敏电阻由一些金属氧化物如Fe3O4.MgCr2O4等半导体制成, 在这些半导体内部, 自由电子数目随温度的升高增加得很快, 导电能力很快增强;虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动, 但这种作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用, 所以温度上升会使电阻值迅速下降。
热敏电阻的电阻温度特性可以用下述指数函数来描述:(11)式中A 为常数。
B 为与材料有关的常数, T 为绝对温度。
为了求得准确的A 和B, 可将式(11)两边取对数(12) 用非平衡电桥进行线性化设计的方法如下:在图一中, R1、R2、R3为桥臂测量电阻, 具有很小的温度系数, Rx 为热敏电阻, 由于只检测电桥的输出电压, 故RL 开路, 这时(13)TB T e A R=0+-ER R R Rx R R U ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=311220其中可见U0是温度T 的函数, 将U0在需要测量的温区中点T1处按泰勒级数展开 (14)其中 (15)式中U01为常数项, 不随温度变化。
为线性项, Un 代表所有的非线性项, 它的值越小越好, 为此令 为零, 则Un 的三次项可看做是非线性次, 从Un 的四次项开始数值很小,可以忽略不计。