直流非平衡电桥实验报告.docx

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.的作图给出范例：　　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。　　实验报告　　姓名：马学喆班级：F学号：实验成绩：同组姓名：王雷斌实验日期：XX/10/27指导教师：批阅日期：　　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，??1和??2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????????=0时，电桥处于平衡状态，此时有　　??1????=??2????(1)当Uout≠0时，电桥处于不平衡状态，则有　　????????=??×　　????+????×??1+??2　　??1???????2????　　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　　，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1Ω，将会产生℃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．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　　Y=A+B*X　　ParameterValueError　　------------------------------------------------------------AB　　------------------------------------------------------------　　RSDNP　　------------------------------------------------------------18直流非平衡电桥实验报告)-------------------------------------　　RSDNP　　------------------------------------------------------------18　　------------------------------------------------------------　　α=　　与上面计算结果相同　　==×10?3℃?1　　热敏电阻　　580　　U　　/mV