直流平衡电桥
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直流系统平衡电桥原理直流系统平衡电桥是一种电路结构,由四个电阻组成。
其中两个电阻称为比较电阻,另外两个电阻则是待测元件的电阻。
这四个电阻构成了一个电桥,通过调节其中的一个电阻,使得电桥平衡。
电桥中的电源提供了电流,这个电流在电桥中流过。
在电桥的平衡状态下,电桥的两侧电压相等,电流不会流过检测电路,也就是没有电流流过电桥的检测电路。
当电桥不平衡时,会在检测电路中产生一个电压信号。
这个电压信号的大小和待测元件的值有关。
通过测量这个电压信号的大小,就可以确定待测元件的值。
通过调节电桥中的比较电阻,使得电桥平衡,从而得到准确的待测元件值。
这种方法通常用于测量电阻、电容或电感的值。
实验 2 单臂电桥法测量中值电阻电桥法测量是重要测试技术之一,不但用于电工测试技术,而且在非电量测量中也广泛采用,如电阻、电流、电感、电容、频率、压力、温度等。
由于它的灵敏度、精确度相对较高,又有结构简单、使用方便等特点,在现代自动化控制,仪器仪表中许多都利用电桥这些特点进行设计、调试、控制。
测电阻有多种方法,如伏安法,欧姆表法等,它们多数都不同程度地受到电表精度和接入误差的影响。
使用电桥法测电阻是一种比较法,上述影响比较小,只要标准电阻很精确,检流计足够灵敏,那么被测电阻的结果就有较高的准确度。
但电桥法测电阻也受到一定限制。
如对高电阻(>106Ω)测量就不适用,必须选择其它测量方法。
如冲击电流计法、兆欧表法、伏安法等。
本实验主要介绍用单臂电桥(惠斯通电桥)法测量中值电阻(1Ω ~106Ω)。
[学习重点]1.掌握用惠斯通电桥测量电阻的原理和方法。
2.学习用交换法减小和削除系统误差。
3.初步研究电桥的灵敏度。
[实验原理]1. 惠斯通电桥的线路原理惠斯通电桥的基本线路如图2-1所示。
它是由四个电阻R 1、R 2、R S 、R x 联成一个四边形ABCD ,在对角线AB 上接上电源E ,在对角线CD 上接上检流计G 组成。
接入检流计(平衡指示)的对角线称“桥”,检流计的作用就是将“桥”两端的电位U C 和U D 直接进行比较。
而四边形的每一条边称为电桥的一个“桥臂”。
在一般情况下, 桥路上检流计中有电流通过,因而检流计的指针有偏转。
若适当调节电阻值,例如改变R S 的大小,可以使C 、D 两点的电位相等,即U C = U D ,此时流过检流计G 的电流I g = 0 ,这称为电桥平衡。
即有U C = U D I Rs = I R x = I 1 I R2 = I R 1 = I 2 由欧姆定律知道U AC = I 1R x = U AD = I 2R 1 U CB = I 1R S = U DB = I 2R 2由以上两式可得S x R R R R 21= (2-1) 上式即为电桥的平衡条件。
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。
什么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。
2、卧式电桥也称输出对称电桥
这时电桥的桥臂电阻对称于输出端,即R1= R3,R2= RX0,但R1≠R2
3、立式电桥也称电源对称电桥
这时从电桥的电源端看桥臂电阻对称相等即
4、比例电桥
这时桥臂电阻成一定的比例关系,即R1=KR2,R3=KRX0或R1=K R3,R2=K RX0,K为比例系数。
实际上这是一般形式的非平衡电桥。
非平衡电桥的输出非平衡电桥的输出接负载大小分类又可分为两种。
一种是负载阻抗相对于桥臂电阻很大,如输入阻抗很高的数字电压表或输入阻抗很大的运算放大电路;另一种是负载阻抗较小,和桥臂电阻相比拟。
后一种由于非平衡电桥需输出一定的功率,故又称为功率电桥。
根据戴维南定理,图1所示的桥路可等效为图2(a)所示的二端口网络。