试验11非平衡电桥电压输出特性研究.PDFVIP

实验 11 非平衡电桥电压输出特性研究 电桥是将电阻、电容、电感等电参数变化量变换成电压或电流值的一种电路。电桥电 路在检测技术中应用非常广泛。根据激励电源的性质不同，可把电桥分为直流电桥和交流 电桥两种；根据桥臂阻抗性质的不同，可分为电阻电桥、电容电桥和电感电桥三种；根据 电桥工作时是否平衡来区分，可分为平衡电桥和非平衡电桥两种。平衡电桥用于测量电阻、 电容和电感，而非平衡电桥在传感技术和非电量电测技术中广泛用作测量信号的转换。 【预习提要】 （1）什么是非平衡电桥? （2 ）什么是半桥差动电路? （3 ）什么是全桥差动电路? 【实验要求】 （1）掌握非平衡电桥的特点。 （2 ）了解单臂和多臂输入时电桥电压输出特性。 【实验目的】 （1）了解非平衡电桥的工作原理。 （2 ）研究非平衡电桥的电压输出特性。 【实验器材】 电桥接线板，电阻箱，稳压电源，电压表等。 【实验原理】 1．单臂输入时电桥电压输出特性 图 3-11-1 是惠斯登电桥的基本电路。当电桥平衡时， R1 : R2 = R3 : R4 ，电路中 A 、B 两点间的电势差 UAB = 0 ，若此时使一个桥臂的电阻（如 R3 ）增加很小的电阻∆R ，即 R3 = R0 + ∆R ，则电桥失去平衡，电路中 A 、B 两点间存在一定的电势差 UAB 。该电势差 即为电桥不平衡时的输出电压。 ·120 · 图 3-11-1 单臂输入原理图 若电桥供电电源的电压为 U0 ，根据串联电阻分压原理，图 3-11-1 并以电路中 C 点为 零电势参考点，则电桥的输出电压为 U = U − U AB A B  R + ∆R R   0 1  = − U  R + ∆R + R R + R  0  0 4 1 2  R ∆R = 2 U 0 (R + ∆R + R )(R + R ) 0 4 1 2 ∆R = U 0 R (1+ ∆R / R + R / R )(1+ R / R ) 0 0 4 0 1 2 R R R 令电桥比率 K = 1 ，根据电桥平衡条件， 1 = 0 ，且当∆R R0 时，略去分母中 R R R 2 2 4 ∆R 的微小项 ，有 R 0