学年直流非平衡电桥.ppt

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1、大学物理实验大学物理实验直流非平衡电桥黄敬宁老师 直流非平衡电桥相对平衡电桥而言，在工程技术中应用更为广泛，比如有些电阻准确度要求不高，但需要连续快捷的测量，就要应用非平衡电桥。由于传感器的广泛应用，在非平衡电桥中，某一个臂或几个臂可以是传感元件，其阻值可随某一物理量的变化而相应改变，用非平衡电桥可以快速连续地测定其阻值的改变，因此可以得到该物理量的变化信息，从而完成一定的测量。直流非平衡电桥直流非平衡电桥实验原理实验原理1、非平衡电桥 调节4个电阻，使 、两点间等电势，则电桥处于平衡态。若某一个臂或几个臂是传感元件，其阻值可随待测物理量的改变而变化，电桥处于非平衡态，此时 、之 间 电势不相

2、等。电势差的大小反映了电阻的变化情况。若在两点间接入电流计，则有电流流过。测量两点间的不平衡电压（或电流），即可了解电路中电阻的变化情况，从而获得待测物理量的变化。2、非平衡电桥工作原理、非平衡电桥工作原理电桥平衡时当电阻变化为时，电桥失去平衡。实验中所用数字电压表内阻且令则：当时有近似的线性关系：3、非平衡电桥的工作特性（1）输出电压灵敏度为零点电压灵敏度：（2）非线性误差）非线性误差定义定义 对于一定的 值，当电桥比率K比较大时，电桥的非线性误差D会比较小。实验仪器实验仪器 稳压电源电阻箱数字万用表电学实验板及插件、导线实验内容实验内容实 验 电 路研究非平衡电桥特性自组电桥自组电桥 调节

3、调节RX使电桥平衡，记录使电桥平衡，记录此时的阻值此时的阻值RX0。万用表选择。万用表选择最小直流电压档，细微调节电最小直流电压档，细微调节电阻箱阻值，记录输出电压。阻箱阻值，记录输出电压。改变电阻箱阻值，观察输出改变电阻箱阻值，观察输出电压与电压与RX的关系。的关系。数据处理之一数据处理之一1、研究非平衡电桥特性做出做出图线，由图解法算出输出特性图线，由图解法算出输出特性曲线过零点的切线斜率曲线过零点的切线斜率k。可知零点灵敏度可知零点灵敏度操作要点操作要点 实验中的3个电阻，由于其存在误差，真实阻值与标称值并不会完全相等。因此，组成电桥后，应适当调节电阻箱，以使电桥达到平衡。实验中要求出零

4、点灵敏度，必须选好实验中要求出零点灵敏度，必须选好合适的合适的RX，一方面要考虑坐标纸的大小，一方面要考虑坐标纸的大小，另一方面要考虑输出电压测量值要有足够另一方面要考虑输出电压测量值要有足够的有效数字。还要考虑尽量避免非平衡电的有效数字。还要考虑尽量避免非平衡电桥输出非线性的影响。桥输出非线性的影响。数据处理要点作图时要参考课本第一章第三节的规则当电阻箱阻值改变不大时可以近似认为输出特性为直线，在直线两端取两特征点计算斜率即可，图解细则见课本第一章第三节。实测零点灵敏度应该与理论值近似，相差过大者应该寻找错误产生的原因并改正。教师检查项目原始数据测量完毕后不得拆线或调整电源及其他元件参数。必须在指导教师检验数据后方能拆除电路并整理桌面。学生应该记录实验时间和学号序号，便于老师批改和登记成绩。实验报告应该当场处理数据并上交，时间来不及者要向指导教师同意且登记后带回（未当场按时完成者将影响报告成绩）。