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防灾科技学院防灾仪器系
综合性、设计性实验报告
专业：测控技术与仪器班级： 1350322
姓名：张晓康学号： 135032228 实验项目名称：应变片单臂、半桥、全桥特性比较试验实验项目类型：综合性□设计性□
实验课程名称：传感器与检测技术课程代码：2010028
实验室名称：北校405
指导教师：姚振静
实验完成时间：2015年月日 / 2015～2016学年第1学期
实验成绩给定说明
1．综合性实验：
实验成绩总分以100分计，其中实验准备占10％，实验操作占40％，实验结论（数据或图表、程序等）占30%，实验报告占10%、考勤及其它占10％。
2．设计性实验：
实验成绩总分以100分计，其中实验设计（方案制订）占20%，实验准备占10％，实验操作占20%，实验结论（数据或图表、程序等）占30%，实验报告占10%、考勤及其它占10％。
3．实验报告评分参考标准：
1．实验准备充分（10分）
2．实验操作（或过程）完整，对步骤及实验中间产生的实验现象有详细描述（20分，综合性实验此项40分）。
3．实验结论有原始数据或图表、程序等，且结论准确（30分）
4．实验设计方案或流程等合理，方案制订详细清晰（20分，综合性无此项）
5．实验报告内容完整，无空白，能独立完成报告、书写工整、认真（10分）。
6、考勤及其它（10分）。
闽江学院本科毕业论文(设计)题目电桥的灵敏度和线性度比较研究学生姓名欧爱华学号 120031001051系别物理学与电子信息工程系年级 2003级专业物理学指导教师苏启录职称副教授完成日期 2006.12.01－2007.5.20目录摘要、关键词 (1)1.引言 (1)2.惠斯登电桥原理 (2)3.惠斯登电桥非平衡工作状态下线性度和灵敏度的理论探讨 (4)3.1单桥 (4)3.2半桥 (5)3.3 全桥 (5)4.惠斯登电桥非平衡工作状态下线性度和灵敏度的实验研究 (6)4.1单桥实验研究 (6)4.2半桥实验研究 (9)4.3全桥实验研究 (14)4.4总结 (15)5.结束语 (16)6.参考文献 (16)电桥线性度和灵敏度的比较研究欧爱华闽江学院物理学与电子信息工程系03级物理教育学号：120031001051指导老师：苏启录副教授摘要：灵敏度和线性度是惠斯登电桥的两个重要性能。
本文就单桥、半桥、全桥等惠斯登电桥不同桥路形态下的灵敏度和线性度进行比较研究，以便实践中更好地应用惠斯登电桥。
关键词：惠斯登电桥；电阻；灵敏度；线性度Abstract: The sensitivity and linear are the wheatstone bridge twoimportant performance. This article on Shan Qiao, half bridge, theentire bridge and so on under the wheatstone bridge different bridgeconnection shape sensitivity and linear conducts the comparisonresearch, in order to practices applies the wheatstone bridge well.Key word: Wheatstone bridge; Resistance; Sensitivity; Linear1．引言：电桥的桥路形式多种多样，特性千差万别。
竭诚为您提供优质文档/双击可除噪音检测实验报告的误差分析篇一：噪声测量实验报告噪声测量实验报告学院：专业班级：组长：组员：组员：组员：实施时间：噪声测量实验——周围环境与声学现象对人体主、客观评价室内声环境的影响时间：20XX.06.1510:00—11:30地点：湖南大学德智学生公寓5-6栋一、前言随着城市人口的增长，城市建设、交通工具、现代化工业的发展，各种机器设备和交通工具数量急剧增加，以工业和交通噪声为主的噪声污染日趋严重，甚至形成了公害，它严重破坏了人们生活的安宁，危害人们的身心健康，影响人们的正常工作与生活。
众所周知，高校的宿舍是大学生在校内学习和生活的环境，良好的环境可促进学生的生长发育，增进健康，使学生有充沛的精力学习和研究。
然而近年来，随着我国经济的高速发展，各地区院校的发展进程也不断加快，与此同时，也导致越来越多的校园噪声，声级也越来越高。
二、实验目的与原理噪声级为30～40分贝是比较安静的正常环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息。
由于休息不足，疲劳不能消除，正常生理功能会受到一定的影响；70分贝以上干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率，甚至发生事故；长期工作或生活在90分贝以上的噪声环境，会严重影响听力和导致其他疾病的发生。
学生公寓是学生在校园的一个家，是学生平时休息的场所，所以需要一个较为安静的环境，但是，同学们常常会抱怨宿舍不够安静，外界太吵闹，墙体隔音效果不好等等。
为了降低宿舍内噪声，减少噪声的干扰和危害，保证同学们良好的学习和生活环境，充分了解宿舍的噪声污染情况是非常有必要的，为此，我们小组选择了湖南大学德智公寓进行了噪声测量实验，明确其中的噪声污染源，从而提出适当的措施，以便减少噪声。
通过噪声测量，能让我们良好地掌握噪声计的使用方法和测量环境噪声技术。
三、实验仪器噪声计（声压计）四、实验方案1．分别测量宿舍大门口和进门大厅，得出外维护结构对室外噪声的隔声强度。
线性度实验报告篇一：传感器实验报告传感器实验报告（二）自动化1204班蔡华轩 UXX13712 吴昊 UXX14545实验七：一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。
二、基本原理：利用平板电容C=εA/d 和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d 中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度(ε变)测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多种电容传感器。
三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。
四、实验步骤：1、按图6-4 安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上。
2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图7-1。
图 7-1 电容传感器位移实验接线图3、将电容传感器实验模板的输出端V01 与数显表单元Vi 相接(插入主控箱Vi 孔)，Rw 调节到中间位置。
4、接入±15V 电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.2mm图（7-1）五、思考题：试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构，并叙述一下在此设计中应考虑哪些因素？答：原理：通过湿度对介电常数的影响从而影响电容的大小通过电压表现出来，建立起电压变化与湿度的关系从而起到湿度传感器的作用；结构：与电容传感器的结构答大体相同不同之处在于电容面板的面积应适当增大使测量灵敏度更好；设计时应考虑的因素还应包括测量误差，温度对测量的影响等六：实验数据处理由excle处理后得图线可知：系统灵敏度S=58.179非线性误差δf=21.053/353=6.1%实验八直流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。
二、基本原理：霍尔式传感器是一种磁敏传感器，基于霍尔效应原理工作。
它将被测量的磁场变化（或以磁场为媒体）转换成电动势输出。
根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它就可以进行位移测量。
黄淮学院电子科学与工程系传感器原理及应用课程验证性实验报告实验名称一、应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验实验时间2013年10月30日学生姓名实验地点07318同组人员专业班级电技1001B1、实验目的1、了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
2、了解应变片单臂桥工作特点及性能。
3、了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。
4、了解应变片全桥工作特点及性能。
5、比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
2、实验主要仪器设备和材料：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
3、实验内容和原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。
对式（1—1）全微分得电阻变化率 dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
《传感器与检测技术》实验报告姓名：学号：院系：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器实验室：机械楼5楼同组人员：评定成绩：审阅教师：传感器第一次实验实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应及单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。
电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
单臂电桥输出电压 1/4o U EK ε=，其中K 为应变灵敏系数，/L L ε=∆为电阻丝长度相对变化。
三、实验器材主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。
四、实验步骤1. 根据接线示意图安装接线。
2. 放大器输出调零。
3. 电桥调零。
4.应变片单臂电桥实验。
测得数据如下，并且使用Matlab 的cftool 工具箱画出实验点的线性拟合曲线：由matlab 拟合结果得到，其相关系数为0.9998，拟合度很好，说明输出电压与应变计上的质量是线性关系，且实验结果比较准确。
系统灵敏度S =ΔUΔW =0.0535V /Kg (即直线斜率)，非线性误差= Δm yFS =0.0810.7×100%=0.75%五、思考题单臂电桥工作时，作为桥臂电阻的应变片应选用：（1）正（受拉）应变片；（2）负（受压）应变片；（3）正、负应变片均可以。
答：（1）负（受压）应变片；因为应变片受压，所以应该选则（2）负（受压）应变片。
实验三 金属箔式应变片——全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点二、基本原理全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。
当应变片初始阻值R1=R2=R3=R4、其变化值1234R R R R ∆=∆=∆=∆时，其桥路输出电压3o U EK ε=。
应变片电桥性能实验报告应变片电桥性能实验报告引言：应变片电桥是一种常见的测量应变和力的传感器。
它通过将应变片安装在被测物体上，利用应变片的应变与被测物体受力之间的线性关系，通过电桥电路来测量应变片的电阻变化，从而得到被测物体的应变和力的信息。
本实验旨在研究应变片电桥的性能，包括灵敏度、线性度和温度补偿等方面。
实验装置和方法：实验使用了一套标准的应变片电桥装置，包括应变片、电桥电路和数据采集系统。
首先，将应变片粘贴在被测物体上，并通过电缆将应变片连接到电桥电路。
然后，通过电源提供电桥所需的电压，同时使用数据采集系统记录电桥的输出电压。
在实验过程中，通过施加不同的力或应变来改变被测物体的状态，以观察电桥输出的变化。
实验结果与分析：1. 灵敏度：灵敏度是指电桥输出电压与被测物体应变或力之间的比例关系。
为了研究电桥的灵敏度，我们分别施加不同大小的力，并记录相应的电桥输出电压。
实验结果显示，电桥输出电压与施加的力呈线性关系，且随着力的增加而增加。
这表明应变片电桥具有较高的灵敏度，能够准确测量被测物体的应变和力。
2. 线性度：线性度是指电桥输出电压与被测物体应变或力之间的线性关系程度。
为了研究电桥的线性度，我们施加不同大小的力，并记录电桥输出电压。
实验结果显示，电桥输出电压与施加的力之间存在一定的偏差，但整体呈现较好的线性关系。
这表明应变片电桥具有较好的线性度，能够准确测量被测物体的应变和力。
3. 温度补偿：温度对应变片电桥的性能有较大影响，因此需要进行温度补偿。
为了研究电桥的温度补偿效果，我们在实验过程中改变环境温度，并记录电桥输出电压。
实验结果显示，随着温度的变化，电桥输出电压存在一定的漂移。
通过对漂移进行补偿，可以减小温度对电桥的影响，提高测量的准确性。
结论：通过本实验的研究，我们得出以下结论：1. 应变片电桥具有较高的灵敏度，能够准确测量被测物体的应变和力。
2. 应变片电桥具有较好的线性度，能够准确反映被测物体应变和力之间的关系。
实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验说明1'电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：△R/R=Kf,AR为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，&为电阻丝长度的相对变化量△L/L。
通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。
2、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、半桥与全桥电路，最大测量范围为土3mm°+5V1\1—外壳2—电阻应变片3—测杆4—等截面悬臂梁5—面板接线图图1-1电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示，图中R2、R3为固定，R为电阻应变片，输出电压U。
=EK&,E为电桥转换系数。
R3差动放大器图1-2电阻式传感器单臂电桥实验电路图三、实验内容1'固定好位移台架，将电阻应变式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm左右。
将测微器装入位移台架上部的开口处，旋转测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆适度旋紧，然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态，两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。
2、将实验箱（实验台内部已连接）面板上的土15V和地端，用导线接到差动放大器上；将放大器放大倍数电位器RPi旋钮（实验台为增益旋钮）逆时针旋到终端位置。
3、用导线将差动放大器的正负输入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；按下面板上电压量程转换开关的20V档按键（实验台为将电压量程拨到20V 档）；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RB旋钮，使电压表指示向零趋近，然后换到2V量程，旋动调零电位器RP,旋钮使电压表指示为零；此后调零电位器於旋钮不再调节，根据实验适当调节增益电位4、按图1・2接线，R、R2、R3（电阻传感器部分固定电阻）与一个的应变片构成单臂电桥形式。
黄淮学院电子科学与工程系传感器原理及应用课程验证性实验报告实验名称一、应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验实验时间2013年10月30日学生姓名实验地点07318同组人员专业班级电技1001B1、实验目的1、了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
2、了解应变片单臂桥工作特点及性能。
3、了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。
4、了解应变片全桥工作特点及性能。
5、比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
2、实验主要仪器设备和材料：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
3、实验内容和原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。
对式（1—1）全微分得电阻变化率 dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
闽江学院本科毕业论文(设计)题目电桥的灵敏度和线性度比较研究学生姓名欧爱华学号 120031001051系别物理学与电子信息工程系年级 2003级专业物理学指导教师苏启录职称副教授完成日期 2006.12.01－2007.5.20目录摘要、关键词 (1)1.引言 (1)2.惠斯登电桥原理 (2)3.惠斯登电桥非平衡工作状态下线性度和灵敏度的理论探讨 (4)3.1单桥 (4)3.2半桥 (5)3.3 全桥 (5)4.惠斯登电桥非平衡工作状态下线性度和灵敏度的实验研究 (6)4.1单桥实验研究 (6)4.2半桥实验研究 (9)4.3全桥实验研究 (14)4.4总结 (15)5.结束语 (16)6.参考文献 (16)电桥线性度和灵敏度的比较研究欧爱华闽江学院物理学与电子信息工程系03级物理教育学号：120031001051指导老师：苏启录副教授摘要：灵敏度和线性度是惠斯登电桥的两个重要性能。
本文就单桥、半桥、全桥等惠斯登电桥不同桥路形态下的灵敏度和线性度进行比较研究，以便实践中更好地应用惠斯登电桥。
关键词：惠斯登电桥；电阻；灵敏度；线性度Abstract: The sensitivity and linear are the wheatstone bridge twoimportant performance. This article on Shan Qiao, half bridge, theentire bridge and so on under the wheatstone bridge different bridgeconnection shape sensitivity and linear conducts the comparisonresearch, in order to practices applies the wheatstone bridge well.Key word: Wheatstone bridge; Resistance; Sensitivity; Linear1．引言：电桥的桥路形式多种多样，特性千差万别。
总的可以把电桥可分为直流电桥、交流电桥。
直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。
我们所研究的是直流电桥即惠斯登电桥。
惠斯登电桥的原理在许多方面得到广泛应用，比如工业、农业、军事、医学、传感器等方面。
通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。
惠斯登电桥的灵敏度的高低又关系到测量的结果的精确。
影响惠斯登电桥的灵敏度的因素又是各种各样的，本文中主要是从桥臂电阻方面研究电桥的灵敏度和线性度。
在惠斯登电桥中，我们对三种桥路（即：单桥、半桥和全桥）进行研究，主要是研究在不同桥臂下电桥的灵敏度和线性度。
通过对电桥的线性度和灵敏度的研究，可以更好的把惠斯登电桥特性运用到当代的测量技术中去。
2． 惠斯登电桥原理电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。
如图1所示是一个通用的惠斯登电桥。
电阻1R ，2R ，3R ，X R 叫做电桥的四个臂，在C 、D 两端可以接检流计，用以检查它所在的支路有无电流。
当无电流通过时，称电桥达到平衡。
平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。
平衡时，检流计所在支路电流为零，则有：（1）流过1R 和3R 的电流相同（记作1I ），流过2R 和X R 的电流相同（记作2I ）。
（2）C ，D 两点电位相等，即C U =D U 。
因而有1I 1R =2I 2R ；三个阻值已知，便可求得第四个电阻。
测量时，选择适当的电阻作为1R 和2R ，用一个可变电阻作为3R ，令被测电阻充当X R ，调节3R 使电桥平衡，电阻而且可利用高灵敏度的检流计来测零。
当电桥平衡时：Rx=21R R 3R （1） 当Rx 电桥偏离平衡阻值变化时△Rx 时，电桥可能偏离平衡，C 、D 两点不再等电位。
如C 、D 间接毫伏表，则毫伏表电压值为ΔU ；如C 、D 间接电流计，则电流计示值为ΔI 。
平衡监测仪选用电流计时，电桥测量灵敏度为：I S = XXI R R ∆∆ （2）平衡检测仪表选用毫伏表时，电桥测量灵敏度为：V S =X XUR R ∆∆ （3） 电桥测量灵敏度反映了电桥平衡监测仪表示值变化对待测电阻阻值相对变化的反映灵敏程度。
电路图1中，根据基尔霍夫定律可得惠斯登电桥测量灵敏度数学表达式为：I S = X X IR R ∆∆ =()212322ab X a X X V R R R R R R R R R ⎛⎫++++++ ⎪⎝⎭(4) 其中A R 为电流表内阻。
V S =X X UR R ∆∆ =()123222ab X X X V V R R R R R R R R R +++⎛⎫+++ ⎪⎝⎭(5) 其中V R 为毫伏表内阻。
令：Rz=1R +2R +3R +X R ，表示桥臂电阻阻值总和；X=2XR R ，表示桥臂电阻率；K= 2XR R + 2X R R +2，表示桥臂电阻比率相关的量。
则有：V S = abZ vV R K R +（6） I S =aba ZV KR R + （7）与电桥灵敏度S 相关的物理量有：电桥端电压Vab 、桥臂电阻阻值总和Rz 、桥臂电阻比率X 、检测仪表的灵敏度和内阻。
本文是通过桥臂电阻阻值总和来研究电桥的灵敏度和线性度。
3. 惠斯登电桥非平衡工作状态下线性度和灵敏度的理论探讨自组惠斯登电桥原理与惠斯登电桥原理相同。
本实验中通过研究在不同桥路电桥灵敏度和线性度，来比较电桥的性能。
实验中通过三种桥路的比较，即单桥（通过改变其中一个电阻的变化，并且研究当电阻增大、减小的情况）、半桥（同时改变二个电阻的大小，相邻电阻一个增大一个减小，相对电阻同时增大或减小）、全桥（四个电阻同时改变，相邻的一个增大一个减小，相对的同时增或减小）。
通过这三种桥路的比较，研究电桥非平衡工作状态下线性度和灵敏度。
本实验的电路图如图1所示，图中通过四个电阻箱的连接，并在电阻1R 3R 和2R 4R 中间接数字毫伏表，通过测量在不同桥路下(单桥、半桥、全桥)的阻值变化与输出电压变化之间的关系。
通过实验数据分析在不同情况下电桥的灵敏度和线性度。
通过灵敏度和线性度的分析，把这些知识更好的运用到实际中去。
3.1 单桥：如图1所示当电桥平衡时，13R R =24R R ，电路C 、D 两点间的电势差D Uc =0。
若此时使一个桥臂的电阻（4R ）增加上一个很小的电阻R ∆，则电桥失去平衡，电路中C 、D 两点间存在一定的电势差D Uc 。
该电势差为电桥不平衡时输出的电压。
若电桥的稳压电源电压为U ，根据串联电阻分压原理，A 点为零电势参考点，则电桥输出电压为：D Uc =C U -D U =434231R RR U R R R R R +∆⎛⎫- ⎪+∆++⎝⎭=()()12413R RU R R R R R ∆+∆++ =23444111RU R R R R R R R ∆∆⎛⎫⎛⎫+++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ （8） 令电桥比率K=13R R ，根据电桥平衡条件，13R R =24R R ，且当△R4R 时，略去分母中的微小项4RR ∆，有： D Uc =4U RR∆ （9）若4RR ∆不能略去，则： D Uc =4411R KR U R K K K R ∆∆+⎛⎫++ ⎪⎝⎭（10）定义V S =X XUR R ∆∆为电压输出的电桥灵敏度，则有： V S =()21KUK + （11）由（9）式可知， 当1RR∆时，非平衡电桥的输出电压与R ∆成线性关系。
由（11）式可知，电桥的电压灵敏度由选择的电桥比率K 及供电电源电压所决定。
如果，电桥供电电压一定，当K=1时，电桥输出电压灵敏度最大，且为：max S =4U（12）3.2 半桥：在惠斯登电桥电路中，若相邻臂内接入两个变化量相同，而变化量符号相反的两个电阻，或者是相对的两个电阻变化量相同且变化量符号也相同的电阻，这样的电路就叫做半桥电路。
对于半桥电路 ，若电桥开始是平衡的，则13R R =24R R 。
在对称情况下1R =3R =2R =4R =R ，Δ2R =Δ4R =△R ，则半桥电路输出电压为：D Uc =2U RR∆ （13） 电桥的输出电压灵敏度：S =2U（14）可见，半桥电路的输出电压灵敏度比单臂输入时的最大电桥电压灵敏度提高了一倍。
3.3 全桥：在惠斯登电桥电路中，若电桥的四个臂都发生变化。
即相邻臂的两个电阻变化量相同但符号相反，相对的两个臂变化量和符号都相同，这样的电路就叫做全桥电路。
对于全桥电路，若电桥开始是平衡的，则13R R =24R R 。
在对称情况下1R =3R =2R =4R =R ，Δ1R =Δ2R =Δ3R =Δ4R =△R ，则全桥电路输出电压为：D Uc =U RR∆ （15） 电桥的输出电压灵敏度：S =U（16）4. 惠斯登电桥非平衡工作状态下线性度和灵敏度的实验研究在本文选用自组惠斯登电桥来测量电桥的灵敏度和线性度，实验原理图如图1所示，平衡监测仪表选用数字毫伏表。
图中的电阻1R 、2R 、3R 、4R 选用ZX21A 电阻箱。
图中的电压选用直流电压。
实验设备：QJ3005S 直流稳压电源、ZX21A 电阻箱、GDM-8135台式数字万用表。
4．1 单桥实验研究1R =2R =3R =4R =1K Ω不变 V=4伏 改变1R ，测量出对应的输出电压ΔU ，并且计算出对应的灵敏度V S ，实验数据如下表1：表1R=2R=3R=4R=1KΩ不变 V=4伏改变2R，测量出对应的输出电压ΔU，1并且计算出对应的灵敏度V S，实验数据如下表2：表2R=2R=3R=4R=1KΩ不变 V=4伏改变3R，测量出对应的输出电压ΔU，1并且计算出对应的灵敏度V S，实验数据如下表3：表3R=2R=3R=4R=1KΩ不变 V=4伏改变4R，测量出对应的输出电压ΔU，1并且计算出对应的灵敏度V S，实验数据如下表4：表4根据以上数据做电阻变化与输出电压的关系图，如图2所示：图2单桥情况下电桥电阻与电压变化关系图根据最小二乘法进行线性拟合，U a b R ∆=+∆，其中：222..R R U R Ua R R∆∆∆-∆∆=∆-∆ （17）22.R U R U b R R∆∆-∆∆=∆-∆ （18）根据以上实验所得的数据，我们可以求出a 和b ，并且求出最佳线性关系U a b R ∆=+∆。
两个变量的关系不能确定是否为线性关系的情况下，先假设其为线性关系，测得一系列数据，根据以上方法求得线性参数量。
必须判别线性关系的合理性。
线性相关系数：r =（19）可以证明：－1≤r ≤1，︱r ︱的值越接近1说明假设其为线性关系越合理。
