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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。
直流电桥的原理与应用心得一、原理介绍直流电桥是一种电路测量仪器，利用电桥平衡原理来测量未知电阻或电容。
它由四个电阻组成的电桥，以及一个电源和一个检流计（或电压计）组成。
电桥的基本原理是利用毕奥定律，即在一个闭合电路中，当有两个平行闭合电路之间有磁通量发生变化时，就会在一个闭合电路中产生感应电动势。
通过将未知元件与已知元件构成的电桥平衡，可以通过测量检流计的读数来计算未知元件的数值。
二、电桥的应用直流电桥在实际应用中非常广泛，下面列举了一些常见的应用场景：1.电阻测量直流电桥可以用来测量未知电阻的数值。
通过调节已知电阻的值，使电桥平衡，然后测量电桥电路中检流计的读数，即可计算出未知电阻的值。
2.电容测量直流电桥也可以用来测量未知电容的数值。
通过将电容与已知电阻构成电桥，调节已知电阻的值使电桥平衡，然后测量电桥电路中检流计的读数，即可计算出未知电容的值。
3.电感测量直流电桥可以用来测量未知电感的数值。
通过将电感与已知电阻构成电桥，调节已知电阻的值使电桥平衡，然后测量电桥电路中检流计的读数，即可计算出未知电感的值。
4.温度测量直流电桥可以被用来测量温度。
通过将温度传感器与已知电阻构成电桥，调节已知电阻的值使电桥平衡，然后测量电桥电路中检流计的读数，即可计算出温度的值。
5.物质浓度测量直流电桥可以用来测量溶液中某种物质的浓度。
通过将传感器与已知电阻构成电桥，调节已知电阻的值使电桥平衡，然后测量电桥电路中检流计的读数，即可计算出物质的浓度。
总结来说，直流电桥在各个领域的应用都非常广泛，可以用来测量电阻、电容、电感、温度和物质浓度等等。
三、使用心得在使用直流电桥进行测量时，我感受到了以下几点：1.准确性直流电桥可以通过平衡电桥来精确测量未知元件的数值。
通过调节已知元件的值，可以使电桥达到平衡状态，从而获得准确的测量结果。
2.灵活性直流电桥可以在不同场景下灵活地进行测量。
通过选择不同的已知元件和调节器件的值，可以适应不同的测量要求。
直流电桥的工作原理一、引言直流电桥是一种经典的电子测量仪器，主要用于测量电阻、电容、电感等电子元件的参数。
它基于电阻平衡原理，通过调节桥臂上的元件使整个电桥达到平衡状态，从而实现对元件参数的精确测量。
直流电桥具有测量精度高、稳定性好、操作简便等优点，因此在科学研究、生产实践和教学中得到了广泛应用。
本文将对直流电桥的工作原理进行详细阐述。
二、直流电桥的基本构成直流电桥主要由电源、开关、桥臂和指示器四个部分组成。
电源为电桥提供所需的直流电压或电流；开关用于控制电桥的接通和断开；桥臂是电桥的主体部分，分为四个臂，其中两个为测量臂，两个为可调臂；指示器用于显示电桥的平衡状态，通常为检流计或数字万用表。
三、直流电桥的工作原理直流电桥的工作原理基于电阻平衡原理，即通过调节桥臂上的可调电阻，使整个电桥的四个臂的电阻达到平衡状态。
当电桥达到平衡状态时，通过检流计或数字万用表的电流值为零，此时两测量臂之间的电阻值相等。
根据测量臂上的电阻值和可调电阻的调节值，可以计算出被测元件的阻值或其它的相关参数。
具体来说，当电源接入电桥后，在初始状态下，由于四个臂的电阻值不平衡，通过检流计或数字万用表的电流不为零。
此时调节可调电阻，使得两测量臂之间的电阻逐渐接近，直到整个电桥达到平衡状态，即通过检流计或数字万用表的电流为零。
此时被测元件的阻值可以通过测量臂上的电阻值和可调电阻的调节值计算得到。
直流电桥在平衡时满足的条件是：相对两臂（比较臂或比率臂）的电阻的乘积相等，即：R1R3=R2R4。
这是电桥平衡的基本条件。
当满足此条件时，流经检流计的电流Im=0。
在实际应用中，为了减小误差和提高测量精度，需要对电桥进行温度补偿和导线电阻补偿。
温度补偿是因为不同材料的电阻值会随着温度的变化而发生变化，通过对桥臂材料的选择和电路设计，使电阻随温度的变化保持一致，从而减小测量误差。
导线电阻补偿则是考虑到了导线电阻对测量结果的影响，通过在电路中加入适当的补偿电阻，消除导线电阻对测量的影响。
直流电桥工作原理直流电桥是一种电子测量仪器，常用于测量电阻、电容和电感等元件的物理量。
它的工作原理基于电桥平衡条件，即桥路中的电流为零时，桥路两边电压相等。
本文将详细介绍直流电桥的工作原理及其应用。
一、电桥平衡条件及原理直流电桥由四个电阻或电容或电感元件组成，分别为R1、R2、R3和R4。
电桥的工作原理是通过调节其中一个元件的物理量，使得电桥平衡，即使电桥两边的电压相等。
在电桥平衡时，根据基尔霍夫定律可以得到以下关系：R1/R2 = R3/R4当电桥平衡时，桥路中的电流为零，根据欧姆定律可以得到以下关系：R1/R2 = R3/R4 = U1/U2其中，U1和U2分别为电桥两边的电压。
二、直流电桥的工作过程1. 调节元件：首先，通过手动或自动调节其中一个元件的物理量，使得电桥失去平衡状态。
调节过程中，可以通过观察电桥两边的电压变化来判断平衡状态。
2. 检测电压：接下来，使用电压检测仪器测量电桥两边的电压。
通常使用示波器或电压表进行测量。
3. 判断平衡：根据测量结果判断电桥是否平衡。
如果电桥两边的电压相等，则电桥处于平衡状态；如果电压不相等，则电桥处于失衡状态。
4. 调节至平衡：如果电桥失去平衡，需要再次调节其中一个元件的物理量，使得电桥重新平衡。
重复以上步骤，直到电桥平衡。
三、直流电桥的应用1. 电阻测量：直流电桥可以用于测量电阻值。
通过调节其中一个电阻元件的物理量，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算电阻值。
2. 电容测量：直流电桥可以用于测量电容值。
通过调节其中一个电容元件的物理量，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算电容值。
3. 电感测量：直流电桥可以用于测量电感值。
通过调节其中一个电感元件的物理量，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算电感值。
4. 温度测量：直流电桥可以用于测量温度。
通过调节电阻元件的温度系数，使得电桥平衡，然后测量电桥两边的电压，根据平衡条件计算温度值。
直流电桥1. 引言直流电桥是一种电子测量仪器，用于测量未知电阻、电容或电感的值。
它是由数个电阻、电容或电感元件、电源和电桥平衡检测电路组成的。
直流电桥具有高精度、高灵敏度和宽测量范围的特点，被广泛应用于电路和电子设备的实验室测试、工业自动化控制和科学研究中。
2. 原理直流电桥的工作原理基于电桥平衡检测的原理。
电桥平衡的条件是桥臂的电压差为零，即桥路上的电流为零。
当电桥平衡时，可以根据桥臂中的已知元件和未知元件的比例关系，计算出未知元件的值。
直流电桥通常由四个电桥臂组成，其中三个为已知元件臂，一个为未知元件臂。
已知元件臂可以是电阻、电容或电感的组合。
当桥路平衡时，可以通过对其他已知元件臂或未知元件臂进行调整，以获得平衡状态。
根据平衡状态和已知元件臂的电阻、电容或电感值，可以计算出未知元件臂的值。
3. 应用领域直流电桥在各个领域的应用非常广泛。
下面是几个主要的应用领域：3.1 电子工程直流电桥在电子工程领域中被广泛应用于电路设计和测试中。
它可以用于测量电阻、电容和电感元件的值，以确保电路的性能和稳定性。
直流电桥的高精度和高灵敏度使其成为电子工程师进行精确测量和调试的理想选择。
3.2 工业自动化在工业自动化领域，直流电桥可用于检测和校验传感器和执行器的特性。
通过测量电阻、电容和电感的值，可以确保传感器和执行器在工业控制系统中的准确性和一致性。
直流电桥可以提供高精度的测量结果，使得工业自动化系统达到更高的稳定性和效率。
3.3 科学研究实验直流电桥在科学研究实验中发挥着重要的作用。
科学家们可以利用直流电桥测量未知电阻、电容和电感值，从而获得关于材料、物质性质和电路的详细信息。
直流电桥的精确度和可靠性使其成为各种科学实验中不可或缺的工具。
4. 使用步骤下面是使用直流电桥进行测量的一般步骤：4.1 连接电桥将待测元件连接到直流电桥的未知元件臂，将已知元件（电阻、电容或电感）连接到其他桥臂上。
确保连接正确，无误。
直流电桥的原理与应用报告1. 引言直流电桥是一种基础的电路测量仪器，广泛应用于电路实验、工程测量以及科学研究等领域。
本报告旨在介绍直流电桥的原理和应用。
2. 原理直流电桥是利用平衡条件来测量未知电阻的一种电路。
通过调整已知电阻和检流计的作用，使得电桥的两侧电势差为零，从而确定未知电阻的值。
3. 电桥的组成直流电桥通常由以下几个组成部分构成：3.1 电源电源是为整个电桥提供所需电能的装置。
在直流电桥中，常使用直流电源供电。
3.2 检流计检流计用于测量电桥两侧的电流。
根据测量结果，可以判断电桥是否达到平衡状态。
3.3 已知电阻已知电阻是已知数值的电阻元件，用于调整电桥两侧的电势差。
3.4 未知电阻未知电阻是需要测量的电阻元件，通过调整电桥的已知电阻和未知电阻的比例关系，确定未知电阻的值。
4. 使用步骤使用直流电桥进行测量时，一般需要以下步骤：1.连接电路：将电源、检流计、已知电阻和未知电阻按照一定的电路连接方式连接起来。
2.调零：在电路连接完成后，调节电桥上的调节装置，使检流计的指针指示为零。
3.调平衡：调节已知电阻的数值，使电桥两侧的电势差为零，即检流计不再显示电流。
4.读数：记录已知电阻的数值，并根据已知电阻和未知电阻的比例关系，计算出未知电阻的值。
5. 应用领域直流电桥广泛应用于各个领域，具有以下几个主要应用：•电阻测量：直流电桥可以准确测量电阻元件的阻值，用于电路设计和故障诊断。
•电流测量：借助电桥平衡条件，可以间接测量电流值，适用于小电流的测量。
•容抗测量：电桥可以通过改变电容或电感元件，测量电路中的容抗值。
•温度测量：通过在电桥中加入热敏电阻等元件，可以实现对温度的测量。
6. 总结通过本报告，我们了解了直流电桥的原理和应用。
直流电桥在电路测量和科学研究中起着重要的作用，通过调整电桥的已知电阻和未知电阻，可以准确测量出未知电阻的值。
希望这份报告对您对直流电桥有所帮助。
简述直流电桥法的原理一、引言直流电桥法是一种常用的电学测量方法，它可以用来测量电阻、电容和电感等物理量。
该方法基于电桥平衡原理，通过调节不同元件的阻值或容值，使得电桥两侧的电势差为零，从而得到待测物理量。
二、基本原理直流电桥法的基本原理是利用平衡条件下两侧的电势差为零来测量待测元件的物理量。
在一个典型的直流电桥中，有四个分支：待测元件分支、标准元件分支、比率臂分支和控制臂分支。
其中待测元件和标准元件可以是任何一种被测物理量（如阻值、容值或者电感）。
三、平衡条件当直流电桥中四个分支中任意三个分支中都已知时，可以通过调节第四个分支的参数来使得整个电桥达到平衡状态。
当达到平衡状态时，整个电路中没有任何的漏流和漏压，并且两侧的电势差为零。
四、应用范围直流电桥法广泛应用于各种物理量的测量中。
例如，在阻抗匹配电路中，可以利用直流电桥法来测量电阻和电容的值。
在电感测量中，可以利用直流电桥法来测量电感的值。
此外，在无线电技术中，直流电桥法也常用于天线匹配和调谐等方面。
五、优点与其他测量方法相比，直流电桥法具有以下优点：1. 精度高：由于平衡条件的存在，直流电桥法能够获得非常高的精度。
2. 稳定性好：由于平衡条件的存在，直流电桥法具有很好的稳定性。
3. 适用范围广：由于可以测量多种物理量，因此直流电桥法适用范围非常广泛。
六、缺点与其他测量方法相比，直流电桥法也存在一些缺点：1. 对环境要求高：由于需要保持整个系统稳定，因此对环境要求较高。
2. 测量时间长：由于需要不断调节参数以达到平衡状态，因此测量时间较长。
3. 需要标准元件：为了保证精度和稳定性，需要使用标准元件进行校准和比较。
七、总结综上所述，直流电桥法是一种非常重要的电学测量方法，它可以用来测量多种物理量，并且具有高精度和良好的稳定性。
虽然存在一些缺点，但是在实际应用中仍然得到了广泛的应用和发展。
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。
直流电桥的应用与原理1. 引言直流电桥是一种常见的电路测量仪器，广泛应用于电子工程中。
它的原理基于电桥平衡条件，通过调节电桥四个分支的电阻值，可以测量未知电阻值、温度、压力等物理量。
本文将介绍直流电桥的应用领域和基本原理。
2. 直流电桥的应用领域直流电桥广泛应用于以下领域：•物理实验室：直流电桥常用于测量电阻、电容、电感等元件的值，用于物理实验室中的电路研究和教学实验。
•工业自动化：直流电桥在工业自动化系统中用于测量温度、压力、液位等物理量，可实现对工业过程参数的监测和控制。
•医疗设备：直流电桥用于测量生物体内的电阻、电压等参数，如心电图仪、血糖仪等医疗设备中的测量模块。
3. 直流电桥的基本原理直流电桥基于电桥平衡条件工作，其原理如下：•电桥平衡条件：直流电桥达到平衡的条件是电桥两个对角线电位差为零。
即：–电桥平衡条件公式–其中，V1和V2分别为两个对角线上的电压，R1和R2分别为两个对角线上的电阻。
•桥臂电阻调节：通过调节两个对角线上的电阻，使得电桥平衡，并通过测量电桥两个对角线上的电压差，计算未知电阻的值。
•测量过程：首先使用已知的标准电阻调节电桥，使得电桥平衡，然后将待测电阻替换为标准电阻，并调节未知电阻值，使得电桥再次平衡。
通过测量电桥两个对角线的电压差，进行计算得到未知电阻的值。
4. 直流电桥的类型直流电桥根据其测量的物理量和电桥均衡的方式，可以分为以下几种类型：•惠斯顿电桥：用于测量电阻，常用于物理实验室中。
•韦斯顿电桥：用于测量电阻或电感。
•威尔逊电桥：用于测量电容或电感。
•麦克斯韦・鲍尔电桥：用于测量电感。
5. 直流电桥的操作步骤使用直流电桥进行测量时，需要按照以下步骤进行操作：1.设置初始状态：将全部的测量物体或元件从电桥中拆除，将电桥调整到初始状态。
2.连接待测元件：将待测元件连接到电桥的相应位置上。
3.平衡电桥：调节电桥上的电阻，使得电桥平衡，即两个对角线电位差为零。
4.测量电压差：使用万用表或示波器等测量电桥两个对角线上的电压差。
直流电桥的原理与应用步骤一、直流电桥的原理直流电桥是一种测量电阻、电容、电感等元件的电路，其原理基于电桥平衡条件。
在电桥平衡时，电桥电路中的电压为零，可以通过调节电桥中的电阻或变化待测元件的电阻来实现平衡。
直流电桥的原理可以用以下几点来描述：1.电桥平衡条件：在电桥平衡时，电桥回路中的电压为零。
这意味着，电桥电路中的电阻比例满足特定的关系。
2.电桥电路构成：直流电桥由四个电阻组成，通常被称为“臂”。
两个电阻被称为“比例臂”，另外两个电阻被称为“样品臂”。
样品臂上连接待测元件。
3.平衡电桥的条件：为了实现电桥平衡，比例臂上的电阻比和样品臂上的电阻比需要满足特定条件。
4.测量未知电阻：通过调整比例臂上的电阻，直到电桥平衡，可以测量未知电阻。
二、直流电桥的应用步骤直流电桥经常被用于测量电阻、电容和电感等元件的值。
下面是使用直流电桥进行测量的一般步骤：1.准备工作：在开始测量之前，确保电桥电路中的电源已经接通，并且元件的接线正确。
2.调整平衡：根据实验要求，调整比例臂上的一个或多个电阻，以便在待测元件加入电路后，使整个电桥能够达到平衡状态。
3.连接待测元件：将待测元件正确地连接到样品臂上。
根据测量要求，可以连接电阻、电容或电感。
4.调节比例臂上的电阻：通过调节比例臂上的电阻，使整个电桥电路能够达到平衡状态。
调节比例臂上的电阻直到电桥电路中的电压为零。
5.测量结果：一旦电桥达到平衡状态，如果比例臂上的电阻发生了变化，那么久可以通过测量比例臂上的电阻变化来计算待测元件的值。
6.记录结果：记录测量结果，并做必要的单位转换。
确保记录准确并可靠。
7.分析和解释：分析测量结果，并根据实验要求解释测量结果的意义。
三、直流电桥的扩展应用除了测量电阻、电容和电感的值，直流电桥还可以扩展应用于其他方面，如：1.测量温度：使用热敏电阻或热电偶作为待测元件，直流电桥可以用来测量温度。
2.测量应变：使用应变片作为待测元件，直流电桥可以用来测量物体的应变。
实验四直流电桥的原理和应用【背景知识】直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。
按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）；非平衡电桥则是通过测量电桥输出（电压、电流、功率等）并进行运算处理，得到待测电阻值。
直流电桥还可用于测量引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等，在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。
平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量。
【实验目的】本实验采用FQJ 型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以下内容：(1)直流单臂电桥（惠斯通电桥）测量电阻的基本原理和操作方法；(2)非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法；(3)根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法。
【实验原理】1.平衡电桥单臂直流电桥是平衡电桥，又称惠斯通电桥，其电路见图4.4.1。
其中1R 、2R 、3R 、4R 构成一电桥，A 、C 两端加一恒定桥压S U ，B 、D 之间有一检流计PA ，当电桥平衡时，B 、D 两点为等电位，PA 中无电流流过，此时有AB AD U U ，41I I ，32I I ，于是有3421R R R R （4.4.1）图4.4.1惠斯通电桥如果R 4为待测电阻R X ，R 3为标准比较电阻，则有1332X R R R K R R & &（4.4.2）其中21/R R K ，称其为比率（一般惠斯登电桥的K 有001.0、01.0、1.0、1、10、100、1000等。
本电桥的比率K 可以任选）。
根据待测电阻大小，选择K 后，只要调节3R ，使电桥平衡，检流计为0，就可以根据（4.4.2）式得到待测电阻X R 之值。
2.非平衡电桥非平衡电桥原理如图4.4.2所示：B 、D 之间为一负载电阻g R ，只要测量电桥输出g U 、g I ，就可得到x R 值。
根据电桥各臂电阻关系可将非平衡电桥分为三类：（1）等臂电桥：4321R R R R ；（2）输出对称电桥（卧式电桥）：R R R 41，R R R 32，且R R ；（3）电源对称电桥（立式电桥）：R R R 21，R R R 43，且R R 。
当负载电阻! g R ，即电桥输出处于开路状态时，0 g I ，仅有电压输出，在此用0U 表示，根据分压原理，ABC 半桥的电压降为S U ，通过1R 、4R 两臂及2R 、3R 两臂的电流为：14231423,S S U U I I I I R R R R ##，（4.4.3）则输出电压0U 为∃%∃%324134014231423()BC DC S S S R R R R R R U U U U U U R R R R R R R R &∋& ∋&∋& &###&#（4.4.4）当满足条件1324R R R R & &（4.4.5）时，电桥输出00 U ，即电桥处于平衡状态。
（4.4.5）式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电阻变化有关。
图4.4.2非平衡电桥若1R 、2R 、3R 固定，4R 为待测电阻，并且其阻值随某非电量x （如温度、压力等）变化而变化，即4()R R x 。
若预调平衡后x 发生变化，导致4R 随之变为4()R R x #(，此时因电桥不平衡而产生的电压输出为：∃%2421301423()()()S R R R R x R R U U R R R x R R &&&#(∋ &##(&#（4.4.6）考虑到测量开始时已预调平衡，应该有2413R R R R && 上式化为：∃%201423()()()S R R x U U R R R x R R &( &##(&#（4.4.7）为简便起见，可根据电阻变化率()R x (大小不同，导出不同情况下的电桥电压输出表达式。
先分别讨论如下：（1）若电阻变化较小时，即满足14()R R R ())#时，公式（4.4.7）分母中的R (项可略去，此时各种电桥的输出电压公式为：等臂电桥0()4S U R x U R ( &（4.4.8）卧式电桥0()4S U R x U R ( &（4.4.9）立式电桥02()()s R R R x U U R R R &( && #（4.4.10）注意：上式中的R 和其R 均为预调平衡后的电阻。
当()R x (较小时，测量得到电压输出与()/R x R (成线性比例关系。
测得输出电压后，可通过上述公式运算得()/R x R (或()R x (，从而求得()()R x R R x #(。
同时由（4.4.8）~（4.4.10）式可知，在R 、()R x (相同的情况下，等臂电桥、卧式电桥输出电压比立式电桥高，因此灵敏度也高，但立式电桥测量范围大，可以通过选择R 、R 来扩大测量范围，R 、R 差距愈大，测量范围也愈大。
（2）若电阻变化很大，即12()R R R ())#条件不成立时，上面的近似公式不再适用。
此时利用精确公式（4.4.7）可得各种桥式电桥的输出电压公式：等臂电桥0()1()1()412s U R x U x R x R R ( &&(#（4.4.11）卧式电桥0()1()1()412s U R x U x R x R R ( &&(#（4.4.12）立式电桥02()1()()()1s RR R x U x U R x R R R R R ( &&&( ## #（4.4.13）【实验仪器】1.FQJ 型教学用非平衡电桥FQJ 型非平衡电桥是专门为教学实验而设计的，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，其面板如图4.4.3。
整个仪器的核心部分为面板中部的桥式电路，其中1R 、2R 和3R 可选用本仪器配备的可调电阻箱(a R 、b R 、c R )，1R 也可以选用内部装有的标准电阻，有1000∗、100∗、10∗三个阻值可供选择，而X R 处接待测电阻，它的两个接线柱与仪器右上角的X R 接线柱连通，因此也可以将待测电阻接在右上角的接线柱上（如图4.4.4）。
a R 、b R 、c R 为可调电阻箱，可根据不同的桥式选择使用。
其中a R 、b R 为两组同轴电阻箱，共用五个十进位旋钮调节，保证a b R R ，调节范围0~11.1110k ∗；c R 包含六个十进位旋钮，调节范围0~11.11110k ∗。
图4.4.3FQJ 型非平衡电桥面板图4.4.4待测电阻接法电桥工作状态可由“功率、电压选择”旋钮调节。
该旋钮中“平衡”区有三档电压供单臂电桥测量时选用。
“非平衡”区也有三档，其中“电压”档表示电桥“桥”上的“g R ”可认为是无穷大，不消耗功率；“功率１”测量小电阻时用，采样电阻“s R ”为10∗，gR 内部线已联通，阻值可调；“功率２”测量大电阻时用，采样电阻“s R ”为1000∗，gR 内部线已联通，阻值可调。
“电压”、“功率１”、“功率２”三档的工作电压均为1.3V 。
该仪器还设有G、B 两个按钮，G 按钮是数字电表控制开关，B 按钮是电桥电源开关。
2.FQJ 非平衡电桥加热实验装置该装置由加热炉及温度控制仪两大部分组成。
其结构及连接见下图。
加热：“加热选择”开关分为“１、2、３”三档，由“断”位置转到任意一档，即开始加热，升温的高低及速度以“１”档为最低，“3”档为最高、最快。
加热升温时，应根据实际升温需求，选择加热档位。
降温：实验过程中或实验完毕，可能需要对加热铜块或加热炉体降温，此时可以开启控温仪面板上的“风扇开关”使炉体底部的风扇转动，达到使炉体加快降温的目的。
3.待测电阻(1)Cu50型铜电阻这是一种线性电阻，具有正的温度系数0(1)t R R t #，0R 为0C t +时的阻值，为图4.4.5加热炉、温度控制仪实物照片及连接方法温度系数，其理论值0.004280C +。
(2)热敏电阻本实验采用517.2MF K ∗型半导体热敏电阻。
该电阻是由一些过渡金属氧化物（主要用Fe Ni Co Mn ,,,等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成，具有P 型半导体的特性，对于一般半导体材料，电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对来说可以忽略。
但上述过渡金属氧化物则有所不同，在室温范围内基本上已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，此时主要考虑迁移率与温度的关系。
随着温度升高，迁移率增加，电阻率下降，故这类金属氧化物半导体是一种具有负温度系数的热敏电阻元件，其电阻-温度特性见表4.4.1。
根据理论分析，其电阻-温度特性的数学表达式通常可表示为25exp[(11298)]t n R R B T ∋(4.4.14)式中，25 ,t R R 分别为25C +和C t +时热敏电阻的电阻值；t T # 273；n B 为材料常数，制作时不同的处理方法其值不同。
对于确定的热敏电阻，可以由实验测得的电阻-温度曲线求得。
我们也可以把上式写成比较简单的表达式00n B E k T T t R R eR e & & &(4.4.15)式中298250nB e R R ∋& ,k 为玻尔兹曼常数(开尔文焦耳/103806.123∋, k )。
热敏电阻之阻值t R 与t 为指数关系，是一种典型的非线性电阻。
表4.4.1517.2MF K ∗型热敏电阻的电阻-温度特性（供参考）温度)(0C 253035404550556065电阻(∗）2700222518701573134111601000868748【实验内容】1.用惠斯登电桥测量铜电阻(1)连接线路（如图4.4.6）；(2)选择适当的1R ，同时调节b R (2R )使120.1R R ，将转换开关置于“平衡”，电压选择5V；(3)按下G、B 开关，调节3R (c R )，使电桥平衡（电流表为零），记录室温和室温下电阻值，然后开始升温，每隔3C +测一个点，记录电阻值和相应温度，共测10个点，自行设计数据表格。
图4.4.6惠斯通电桥电路连接图2.用卧式电桥测量铜电阻图4.4.7卧式电桥电路连接图(1)按图4.4.7连接线路；(2)调节桥臂电阻值使2350R R R ∗（供参考，可自行设计）；(3)预调平衡，将待测电阻接至X R ，功能转换开关转至电压输出，G、B 开关按下，调节1R ()c R 使电压00U ，记下此时的温度和1R 值；(4)开始升温，每隔3C +测一个点，记录电压值和相应的温度，共测十个点。
