黄双安直流非平衡电桥讲义201308版.pdfVIP免费

1/4直流非平衡电桥2013年8月30日实验目的（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）学会用外接电阻箱研究非平衡电桥的输出电压与应变电阻的关系，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。实验仪器稳压电源、电阻箱、万用表（用作毫伏表）、Keithy2000（用作微伏表）、铜丝（漆包线）、加热台、温度计、导线等。实验原理非平衡电桥原理如图1所示，当R3/R2=R4/R1时，电桥平衡，即：Ug=0；当用R4+ΔR代替R4时，R3/R2不等于(R4+ΔR)/R1，此时Ug不等于0，为非平衡状态。Ug为数字电压表测量C、D二端点输出电压（电压表内阻为无穷大），应用电路分析知识，可算出输出的非平衡电压为：24213142323...................(1)()()()gsRRRRRRUURRRRRRR分析上式，可以得到电桥的三种形式：（1）等臂电桥：R1=R2=R3=R4=R（2）卧式电桥：R1=R4，R2=R3（3）立式电桥：R1=R2，R4=R3将等臂条件代入（1）式经简化得：1................(2)1412sgUU4RR称为电阻的应变。我们在设计电桥时，令4RR，则0，于是有：4................(3)44ssgUUURR非平衡电桥输出电压gU与桥臂电阻的变化量R成正比，为线性关系；当R较大时，（2）式中的2项不能省略，此时，1412SgUU，gU与呈非线性关系。图1：非平衡电桥电路图2/4实验内容1.用外接电阻箱研究非平衡电桥的Ugδ关系，作出Ugδ曲线，并对曲线进行线性和非线性分析。（1）调节电源输出电压，同时用万用表直流电压档来校准，使输出电压为US=2.0V档。电路如图1所示并用导线连接好，用万用表（或Keithy2000）来测量Ug。（2）先取电桥为等臂，即：R1=R2=R3=R4=R0=1KΩ，由于导线有一定的电阻，微调R3使Ug为零，此时电桥平衡。（3）改变R4从7001300Ω，每次改变20Ω，按顺序记下Ug的值，将数据填入表中，作出UgΔR（或Ug）曲线。表1：R0=1000Ω时非平衡电桥桥路二端点输出电压与桥臂电阻改变量的关系RX(Ω)700720740……1000……126012801300ΔR(Ω)……0……=ΔR/R4……0……Ug(mV)……0……（4）根据公式（3）过原点作一条直线（斜）线，并与实际测量的UgΔR曲线比较，得出UgΔR的线性范围。即：测算R4的取值范围，使有5%gggUUU测拟合曲线理直线理直线/均可以算作线性范围...