直流非平衡电桥实验报告

非平衡电桥的应用实验目的：1.学习非平衡电桥的工作原理；2.学习和掌握非平衡电桥的应用；3.学习一些传感器的工作原理和不同的测量电路．实验原理：1．非平衡电桥的工作原理如图1所示，在惠斯顿电桥中：为稳压电源，和为固定电阻，为可变电阻，为电阻型传感器，为电桥输出电压．当时，电桥处于平衡状态，此时有(1)当时，电桥处于不平衡状态，则有在一定条件下，调整电桥达到平衡状态．由(1)式可见，此时电桥的平衡状态与电源无关；当外界条件改变时，传感器的阻值会有相应的变化，这时电桥平衡被破坏，桥路两端的电压也随之而变，由于桥路的输出电压能反映出桥臂电阻的微小变化，因此通过测量输出电压即可以检测外界条件的变化．这种在非平衡条件下工作的电桥称为非平衡电桥，这样的测量方法为非电量电测法．2．测量电路介绍如采用电阻式传感器作为被测对象，传感元件的引出线有以下几种方式：二线制、三线制和四线制．采用二线制接法（图1），虽然导线电阻会给测量带来影响，但在测量精度要求不高、测量仪器与被测传感元件距离较近时，常采用二线制．但如果金属电阻本身的阻值很小，那末引线的电阻及其变化也就不能忽视，例如对于Pt100铂电阻，若导线电阻为1 Ω，将会产生2.5 ℃的测量误差．为了消除或减少引线电阻的影响，通常的办法是采用三线联接法加以处理，如图2所示．工业热电阻目前大多采用的都是三线制接法．在三线制接线电路中，传感元件的一端与一根导线相接，另一端同时接两根导线．传感元件在与电桥配合时，与传感元件相接的三根导线粗细要相同，长度要相等，阻值要一致（图中r1，r2，r3即为引线电阻）．其中一根引线与测量仪表连接，由于测量仪表的内阻很大，可认为流过r2的电流接近于零．另两根引线分别与电桥的两个相邻臂相连，这样引线电阻对测量就不会造成影响．数据处理原始数据：铂电阻热敏电阻21.8 10.49 106.985 24.3 49.12 2580.827 7.85627.7 14.34 109.930 32.5 61.36 1921.812 7.56132.2 16.55 111.625 38.4 67.11 1638.860 7.40237.1 19.09 113.575 43.3 73.45 1344.381 7.20441.6 21.32 115.290 48.1 77.41 1169.083 7.06446.3 23.71 117.131 52.8 80.93 1018.490 6.92650.9 26.07 118.952 57.6 84.71 861.982 6.75955.4 28.30 120.676 61.9 87.29 758.122 6.63160.3 30.74 122.565 66.4 89.56 668.655 6.50565.2 33.15 124.434 70.4 91.33 600.102 6.39769.3 35.29 126.096 74.3 92.95 538.264 6.28873.9 37.54 127.846 79.7 94.87 466.070 6.14479.6 40.32 130.012 84.2 96.22 416.005 6.03184.0 42.42 131.652 88.7 97.46 370.517 5.91588.9 44.80 133.512 94.7 98.82 321.166 5.77293.4 47.10 135.313 100.0 100.00 278.796 5.63098.2 49.65 137.314100.0 50.00 137.588铂电阻Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.37861 0.17259B 0.50103 0.00257------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99979 0.26477 18 <0.0001------------------------------------------------------------0.00260.00270.00280.00290.00300.00310.00320.00330.00345.56.06.57.07.58.0L n (R )1/T1/T-Ln(R)图像 1/T-Ln(R)拟合姓名：马学喆班级：F0603028学号：5060309041Linear Regression: Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------ A 99.06951 0.11606 B 0.38839 0.00173------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99984 0.17804 18 <0.0001------------------------------------------------------------与上面计算结果相同热敏电阻20304050607080901001104550556065707580859095100105U /m VT/℃5.56.06.57.07.58.0L n (R )1/TLinear Regressio:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -3.11306 0.04377B 3265.33378 14.6359------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------0.99986 0.01153 16 <0.0001------------------------------------------------------------对于热敏电阻，有两边取对数，得则由热敏电阻lnR~1/T图像可知思考与讨论误差分析数据记录与处理上：1.由于公式里面有个电压不在测量数据内，因此，作的泰勒展开，发现展开到第三项时误差在要求范围内，故消去，在展开得到的系数，与标准吻合比较精确。

竭诚为您提供优质文档/双击可除非平衡直流电桥实验报告篇一：直流非平衡电桥实验报告直流非平衡电桥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)。

它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而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。

实验目的1.了解非平衡电桥的组成和工作原理，以及在实际中的应用。

2.学会用外接电阻箱法(:非平衡直流电桥实验报告)研究非平衡电桥的输出电压与电阻应变量之间的关系，通过作图研究其线性规律。

3.了解桥臂电阻大小对非平衡电桥的灵敏度和线性范围的影响，学会根据不同的测量需求来选择合适的桥臂电阻。

4.学会利用非平衡电桥测量cu丝的电阻温度系数。

实验内容：此处仅对2.（2）的作图给出范例（用origin作图）：要画三大组图，分别是R0=1000欧5000欧50欧三种情况下的。

每组三小图，包括原图，放大后的上界图，放大后的下界图。

这样能比较精确的找到线性区间。

篇二：直流电桥实验报告清华大学实验报告系别：机械工程系班号：72班姓名：车德梦（同组姓名：）作实验日期20XX年11月5日教师评定：实验3.3直流电桥测电阻一、实验目的（1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；（2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；（3）了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。

（4）数字温度计的组装方法及其原理。

二、实验原理1.惠斯通电桥测电阻惠斯通电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。

非平衡电桥实验报告范文实验时间：2019 年月日，第批签到序号：【进入实验室后填写】福州大学【实验四】非平衡电桥（306 实验室）学学院班班级学学号姓姓名实验前必须完成【实验预习部分】登录下载预习资料携带学生证提前 10 分钟进实验室实验预习部分【实验目的】】【实验仪器】(名称、规格或型号)【实验原理】（文字叙述、主要公式、原理图）实验预习部分【实验内容和步骤】】实验预习部分观察非平衡电桥的输出特性：：约按照上图接线，电源电压调节到约 3V，接通电路，从小到大调节XR，观察对应的输出电压。

二、测量非平衡电桥零点附近输出特性，并计算零点灵敏度1、判断电桥是否平衡时数字多用表使用（直流/ 交流）电压（最大/ 最小）档，当输出电压为时电阻箱取值为0 XR。

2、在0 XR 附近选择不同的阻值，测量相应的输出电压，作出非平衡电桥的曲线，用图解法求出零点灵敏度，并与理论计算值相比较。

为了作图方便，应取整数值。

数据记录与处理一、非平衡电桥电压输出特性：值标称值 R 1 =，R 2 =，R 3 =，电桥比率23RKR==得测得 E=，电桥平衡时 R X0 =，0 2(1)KS EK=+理论值=R X（Ω））∆∆R X（Ω））-300-250-200-150-100-50 0 50 100 150 200 250 300 K∆∆R X（（k Ω））U o（（mV）二、非平衡电桥电压输出特性：值标称值 R 1 =，R 2 =，R 3 =，电桥比率23RKR==得测得 E=，电桥平衡时 R X0 =R X（（k Ω））∆∆R X（（k Ω））-30-25-20-15-10-5 0 5 10 15 20 25 30 K∆∆R X（（k Ω））U o（（mV）在直线（一）上取两点：A 点坐标（，）B 点坐标（，））率斜率 k=实测零点灵敏度 S 0 =kR X0 K=思考题：1.电桥的 K K 越（大/ / 小），非线性误差越小。

——数字温度计的制作姓名学号班级桌号同组人本实验指导教师实验地点：第一实验楼401、402、403室实验日期20 14年月日时段三、实验原理：1．直流非平衡电桥直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥（非平衡电桥也称不平衡电桥或微差电桥）电桥需要工作在平衡态下，可以准确测量未知电阻（如单臂电桥）调节要求严格，需要耗费一定的时间。

非平衡电桥工作在非平衡态下，可测量任一桥臂上的物理量变化。

实际生产技术中，往往有些待测量准确度要求不是很高，但需要连续快捷的测量。

如：铁路桥梁的应力检测、产品质量检测及待测量的变化量等，尤其是传感器技术越来越广泛应用于各种非电学量测量、智能检测和自动控制系统中。

在这种情况下，直流非平衡电桥就显示出了优势，这时电桥中某一个或几个桥臂，往往是具有一定功能的传感元件，这3、根据非平衡电桥的表头，选择λ和m ，根据（13）、（14）式计算可知m 、λ为负值。

本实验如使用2V 表头，设计的数字温度计的温度范围为30℃—50℃，数字温度计的分辨率为0.01℃，可选m 为-10mV/℃,λ为测温范围的中心值40℃所对应的电压值-400mV 。

4、计算非平衡电桥上的E 、1R 、2R 、3R 值，并在非平衡电桥上实现。

1)、确定电源E 值（T 1为测温范围的中心值，即40℃）调节“电压调节”旋钮，将“电源输出”端用导线接至“数字表输入”，接通“G ”按钮，212214T 4B E m T B -⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭～50℃的温度测量范围内外，任意设定加热装置的如下几个温度点作为未知温度，用该温度计测量这些未知温度，验证该数字温度计的准确性。

温度t（℃）28 33 41 45 52电压U0(mV)。

实验4.17 非平衡电桥电压输出特性研究一、实验目的（1）了解非平衡电桥的工作原理。

（2）研究非平衡电桥电压输出特性。

二、实验仪器FQJ 型非平衡电桥、电桥接线板、电阻箱、稳压电源、电压表等。

三、实验原理如图，对于非平衡电桥电路，平衡时，U AB =0；R 4=kR 3(k =R 2R 1⁄)。

当桥臂电阻R 4变化ΔR 时，电桥输出的电压U AB ，U AB 相关于ΔR 。

反之，测出U AB ，则可以推导出ΔR 。

由此我们讨论三类情况：单臂输入、双臂输入和四臂输入。

一、单臂输入时电桥电压的输出特性：当电桥平衡时有R 1:R 3=R 2:R 4,U AB =0,突然使R 4=R 0+ΔR ，则U AB ≠0。

若电源电压为U 0,则有：U AB =U A −U B=(R 0+∆R R 0+R 2+∆R −R 3R 1+R 3)∗U 0 =R 1∗∆R(R 3+R 1)(R 2R 0+∆RR 0+1)R 0∗ U 0令电桥倍率K = R 1/R 3。

则可知R 1/R 3=R 2/R 0,上式化简得：U AB=ΔR R 0(1+K )+ΔR R 0⋅K1+K ⋅U 0且当ΔR ≪R 0时，上式可化简得：U AB=KU0⋅ΔR (1+K)2R0定义SU=UAB/ΔR为电桥的输出电压灵敏度，则有：S u=KU0 (1+k)2R0由此可知S U与k\U0相关。

且当电压一定时，k=1时，电桥的输出电压灵敏度最大：S max=U0 4R0二、双臂输入时电桥电压的输出特性：非平衡电桥中，若相邻臂内接入两个变化量相同而变化量符号相反的可变电阻，这种电桥电路称为半桥差动电路。

例如，R0增加ΔR，R2减少ΔR。

平衡时有R1:R3=R2:R0,在对称情况下R1=R3=R0=R2=R,则：U AB=U0⋅ΔR 2R0S U=U0 2R0可得半桥差动电路得输出电压灵敏度比单臂输入时得最大电桥电压灵敏度提高了一倍。

三、四臂输入时电桥电压的输出特性：在非平衡电路中，两个相邻的桥臂间变化量相等，变化量符号相反，且两个变化符号相同的桥臂接入相对桥臂内，这种电路叫全桥差动电路。

直流非平衡电桥实验报告直流非平衡电桥实验报告引言：直流非平衡电桥是一种常用的电路实验装置，用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。

本实验旨在通过搭建直流非平衡电桥电路，测量未知电阻的阻值，并探究电桥在不同条件下的工作原理和特性。

实验装置和原理：实验所需装置包括直流电源、电阻箱、电桥、万用表等。

电桥由两个相互平行的电阻分支和两个相互垂直的电阻分支组成。

当电桥电路中电流平衡时，称为平衡状态，此时电桥两侧电压相等，电桥不会有输出电压。

而当电桥电路中存在非平衡时，即电桥两侧电压不等，电桥会产生输出电压，通过测量输出电压的大小可以得到未知电阻的阻值。

实验过程：1. 搭建电桥电路：将电阻箱与电桥的相应分支连接，将未知电阻与电桥的其他分支连接，将电源与电桥连接。

2. 调节电阻箱的阻值：通过改变电阻箱的阻值，使电桥电路达到平衡状态。

3. 测量输出电压：使用万用表测量电桥输出端的电压值，记录下来。

4. 计算未知电阻的阻值：根据实验所用电桥的参数和测得的输出电压值，利用相关公式计算未知电阻的阻值。

实验结果与分析：经过一系列的实验操作和测量，我们得到了一组实验结果。

根据这些数据，我们可以进一步分析电桥的工作原理和特性。

首先，我们可以观察到电桥的平衡状态与非平衡状态之间的差异。

在平衡状态下，电桥两侧电压相等，电桥不会有输出电压。

而在非平衡状态下，电桥两侧电压不等，电桥会产生输出电压。

这说明电桥的工作原理是基于电压差的测量，通过测量电桥两侧的电压差来判断电路中是否存在非平衡。

其次，我们可以观察到电桥输出电压的变化规律。

当电桥电路中存在非平衡时，输出电压的大小与非平衡程度成正比。

即非平衡越大，输出电压越大。

这说明电桥的输出电压可以作为一个定量的指标，用来衡量电路中非平衡的程度。

最后，我们可以利用实验结果计算未知电阻的阻值。

根据电桥的参数和测得的输出电压值，我们可以利用相关公式进行计算。

这样，我们就可以通过电桥实验来测量未知电阻的阻值，从而实现对电阻元件的参数测量。

非平衡电桥操作与报告注意事项自查报告。

在进行非平衡电桥实验操作过程中，我注意到了一些重要的事项，并进行了自我检查和总结。

以下是我的自查报告：
1. 实验前准备，在进行非平衡电桥实验之前，我仔细阅读了实
验手册，了解了实验的原理和操作步骤。

我确保实验器材和仪器都
处于良好的状态，并进行了必要的校准和调试。

2. 操作步骤，在进行实验操作时，我按照实验手册上的步骤进行，确保每个步骤都准确无误。

我注意到了实验中的关键点和注意
事项，如连接线路、调节电阻比例等。

3. 数据记录，在实验过程中，我认真记录了每次实验的数据，
包括电桥的示数、调节电阻的数值等。

我确保数据记录准确无误，
并进行了多次重复实验以验证结果的可靠性。

4. 结果分析，在完成实验后，我对实验结果进行了分析和总结。

我比较了不同实验条件下的数据，找出了规律和趋势，并得出了合
理的结论。

5. 报告撰写，最后，我按照实验要求撰写了实验报告，包括实验目的、原理、操作步骤、数据记录和结果分析等内容。

我确保报告清晰明了，逻辑严谨，并附上了实验中使用的数据和图表。

通过以上自查报告，我认为我在进行非平衡电桥实验时做到了细致认真，注意事项和操作规程都得到了严格遵守。

我相信这将有助于提高实验结果的准确性和可靠性。

大学物理实验教案实验名称： 非平衡电桥特性测定一 实验目的1、了解非平衡电桥的工作原理。

2、了解非平衡电桥在单臂输入，双臂输入以及全臂输入时的输出特性。

二 实验仪器 电源，数字电压表，滑线变阻器，电阻箱（4个）。

三 实验原理如图所示是电桥测量线路的基本形式。

它由R 1,R 2,R 3,R 4四个阻抗元件首尾串接而成，即称为桥臂。

在串接回路中相对的两个结点A 、C 接入电桥电源U s （也称工作电压）；在另两个相对结点B 、D 上将有电压U o （也称输出电压）产生。

若适当选取四个桥臂阻抗元件的阻值，在接入电桥的工作电压U s 时,电桥没有输出电压U o （U o =0），这时称电桥为平衡电桥；反之，为非平衡电桥（U o ≠0）。

即可得S B U R R R U 212+=， SD U R R R U 433+=， 而桥路输出电压D B O U U U -=，将上两式代入得：SS O KU U R R R R R R R R U =++-=))((43213142。

当式中的比例常数K 为（1）0=K （3142R R R R =）时，0=O U ，这种情况是平衡电桥。

（2）0<K （3142R R R R <）和0>K （3142R R R R >）时，0≠O U 。

这两种情况是非平衡电桥。

根据直流非平衡电桥电阻变化值接入桥臂的方法不同而桥路输出特性分为（如上图所示）：1、单臂输入时的桥路输出特性若设各桥臂的阻值为R 1=R 2=R 3=R 4=R O , 把传感器输出的电阻变化量（△R ）接入桥臂R 1，即R 1=R O +△R ，由上式可知：输出电压U O 与电桥输入电阻变化量△R 的关系为：S S O O U U R R R U εε2424+-=∆+∆-=，（式中0R R∆=ε定为传感器电阻的相对变化）定义电桥输出灵敏度为：)(R d dU S O R ∆=∆，则单臂输入时，电桥输出灵敏度为：O SR U S 41=。