非平衡电桥用途 非平衡电桥与平衡电桥相比有什么优点和缺点
\u975e\u5e73\u8861\u7535\u6865\u4e0e\u5e73\u8861\u7535\u6865\u6709\u4ec0\u4e48\u5f02\u540c\u76f8\u540c\u70b9\uff1a
\u90fd\u662f\u8868\u793a\u7535\u6865\u4e2d\u67d0\u4e24\u4e2a\u7279\u5b9a\u7684\u63a5\u70b9\u7684\u7535\u52bf\u60c5\u51b5\uff0c\u76f8\u7b49\u65f6\u4e3a\u5e73\u8861\u7535\u6865\uff0c\u4e0d\u76f8\u7b49\u65f6\u4e3a\u4e0d\uff08\u975e\uff09\u5e73\u8861\u7535\u6865\u3002
\u4e0d\u540c\u70b9\uff1a
1\u3001\u64cd\u4f5c\u96be\u6613\u4e0d\u540c\uff1a\u5e73\u8861\u7535\u6865\u7684\u64cd\u4f5c\u7e41\u7410\u3001\u6d4b\u91cf\u65f6\u95f4\u957f\uff1b\u4e0d\uff08\u975e\uff09\u5e73\u8861\u7535\u6865\u7684\u64cd\u4f5c\u7b80\u4fbf\u3001\u6d4b\u91cf\u65f6\u95f4\u77ed\u3001\u6613\u5b9e\u73b0\u6570\u5b57\u5316\u6d4b\u91cf\u3002
2\u3001\u8ba1\u7b97\u65b9\u6cd5\u4e0d\u540c\uff1a\u5e73\u8861\u7535\u6865\u662f\u5229\u7528\u5176\u5e73\u8861\u72b6\u6001\u5206\u6790\u548c\u8ba1\u7b97\u7535\u6865\u7ebf\u8def\uff1b\u4e0d\uff08\u975e\uff09\u5e73\u8861\u7535\u6865\u662f\u6839\u636e\u7535\u6865\u7535\u8def\u6307\u793a\u4eea\u8868\u975e\u96f6\u7684\u6307\u793a\u503c\u6765\u786e\u5b9a\u6d4b\u91cf\u7ed3\u679c\u3002
\u6269\u5c55\u8d44\u6599\uff1a
\u7535\u6865\u6309\u4f9b\u7535\u7535\u538b\u7684\u65b9\u5f0f\u5206\uff0c\u6709\u76f4\u6d41\u7535\u6865\u548c\u4ea4\u6d41\u7535\u6865\u4e24\u79cd\u3002\u76f4\u6d41\u7535\u6865\u53ea\u9002\u5408\u4e8e\u7535\u963b\u4f20\u611f\u5143\u4ef6\u7684\u7535\u963b-\u7535\u538b\u53d8\u6362\u3002
\u6709\u4e9b\u88ab\u6d4b\u91cf\u5982\u538b\u529b\u3001\u4f4d\u79fb\u7b49\uff0c\u5b83\u4eec\u4e0d\u4ec5\u6709\u53d8\u5316\u7684\u6570\u503c\u5927\u5c0f\uff0c\u800c\u4e14\u6709\u53d8\u5316\u7684\u65b9\u5411\uff0c\u8981\u6c42\u7535\u6865\u8f93\u51fa\u7684\u7535\u538b\u91cf\u8981\u6709\u5bf9\u5e94\u7684\u5927\u5c0f\u548c\u6781\u6027\u3002
\u76f4\u6d41\u7535\u6865\u7535\u8def\u5219\u80fd\u5bb9\u6613\u5b9e\u73b0\uff0c\u800c\u4ea4\u6d41\u7535\u6865\u8f93\u51fa\u7684\u4e3a\u4ea4\u53d8\u7535\u538b\uff0c\u53ea\u6709\u5bf9\u5e94\u7684\u7535\u538b\u503c\u5927\u5c0f\u91cf\uff0c\u65e0\u6cd5\u5224\u522b\u65b9\u5411\u3002\u82e5\u60f3\u5b9e\u73b0\u5224\u522b\u65b9\u5411\uff0c\u5728\u4ea4\u6d41\u7535\u6865\u7684\u540e\u9762\u8fd8\u9700\u52a0\u4e00\u76f8\u654f\u68c0\u6ce2\u7535\u8def\uff0c\u8fd9\u5c31\u4f7f\u7535\u8def\u590d\u6742\u5316\u3002
\u53c2\u8003\u8d44\u6599\u6765\u6e90\uff1a\u767e\u5ea6\u767e\u79d1--\u5e73\u8861\u7535\u6865
\u53c2\u8003\u8d44\u6599\u6765\u6e90\uff1a\u767e\u5ea6\u767e\u79d1--\u4e0d\u5e73\u8861\u7535\u6865
\u5e73\u8861\u7535\u6865\u662f\u628a\u5f85\u6d4b\u7535\u963b\u4e0e\u6807\u51c6\u7535\u963b\u8fdb\u884c\u6bd4\u8f83\uff0c\u901a\u8fc7\u8c03\u8282\u7535\u6865\u5e73\u8861\uff0c\u4ece\u800c\u6d4b\u5f97\u5f85\u6d4b\u7535\u963b\u503c\uff0c\u5982\u5355\u81c2\u76f4\u6d41\u7535\u6865(\u60e0\u65af\u767b\u7535\u6865)\u3001\u53cc\u81c2\u76f4\u6d41\u7535\u6865(\u5f00\u5c14\u6587\u7535\u6865)\u3002\u5b83\u4eec\u53ea\u80fd\u7528\u4e8e\u6d4b\u91cf\u5177\u6709\u76f8\u5bf9\u7a33\u5b9a\u72b6\u6001\u7684\u7269\u7406\u91cf\uff0c\u800c\u5728\u5b9e\u9645\u5de5\u7a0b\u4e2d\u548c\u79d1\u5b66\u5b9e\u9a8c\u4e2d\uff0c\u5f88\u591a\u7269\u7406\u91cf\u662f\u8fde\u7eed\u53d8\u5316\u7684\uff0c\u53ea\u80fd\u91c7\u7528\u975e\u5e73\u8861\u7535\u6865\u624d\u80fd\u6d4b\u91cf\uff1b\u975e\u5e73\u8861\u7535\u6865\u7684\u57fa\u672c\u539f\u7406\u662f\u901a\u8fc7\u6865\u5f0f\u7535\u8def\u6765\u6d4b\u91cf\u7535\u963b\uff0c\u6839\u636e\u7535\u6865\u8f93\u51fa\u7684\u4e0d\u5e73\u8861\u7535\u538b\uff0c\u518d\u8fdb\u884c\u8fd0\u7b97\u5904\u7406\uff0c\u4ece\u800c\u5f97\u5230\u5f15\u8d77\u7535\u963b\u53d8\u5316\u7684\u5176\u5b83\u7269\u7406\u91cf\uff0c\u5982\u6e29\u5ea6\u3001\u538b\u529b\u3001\u5f62\u53d8\u7b49
电桥的的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等，桥式电路在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。根据电桥工作时是否平衡来区分，可将电桥分为平衡电桥与非平衡电桥两种。平衡电桥一般用于测量具有相对稳定状态的物理量，非平衡电桥往往和一些传感器元件配合使用．某些传感器元件受外界环境（压力、温度、光强等）变化引起其内阻的变化，通过非平衡电桥可将阻值转化为电压输出，从而达到观察、测量和控制环境变化的目的。非平衡电桥在传感技术中已得到广泛应用，非平衡电桥电路是传感技术中的重要组成部分。【实验目的】
1．了解与掌握非平衡电桥的工作原理，研究非平衡电桥的电压输出特性。
2．掌握与学习用非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法。 3．初步学习非平衡电桥的设计方法，根据不同被测对象灵活选择不同的桥路形式进行测量。
【实验仪器】
FQJ型非平衡直流电桥、升温加热炉与温度控制器、待测电阻。
【实验原理】
1．非平衡电桥的工作原理
非平衡电桥的原理图如图5.7.1所示，当调节R1、R2和R3，使桥的B、D两端电势相等，这时电桥达到平衡。如果将平衡电桥中的待测电阻换成电阻型传感器，当外界条件(如温度、压力、形变等)改变时，传感器阻值会有相应变化，B、这时电桥处于非平衡状态。D两端电势不再相等，
假设B、D之间有一负载电阻Rg，其输出电压
S
A
g
图5.7.1 非平衡电桥
Ug。如果使R1、R2和R3保持不变，那么Rx变化
时Ug也会发生变化。根据Rx与Ug的函数关系，通过检测桥路的非平衡电压Ug，能反映出桥臂电阻Rx的微小变化，测量外界物理量的变化，这就是非平衡电桥工作的基本原理。
当桥臂电阻取不同的值时，电桥可以分为三类：
（1）等臂电桥：R1=R2=R3=Rx=R
（2）输出对称电桥，也称卧式电桥：R1=Rx=R，R2=R3=R'，且R≠R'。 （3）电源对称电桥，也称立式电桥：R3=Rx=R，R1=R2=R'，且R≠R'。 当负载电阻Rg→∞，即电桥输出处于开路状态时，Ig=0，仅有电压输出并用U0表示，若后面接数字电压或高输入阻抗放大器时即属于此种情况。
根据分压原理，设ABC半桥的电压降为Us，输出电压为U0：
U0=UBC-UDC=
RxR3R2Rx-R1R3
Us-Us=Us （5.7.1）
R1+RxR2+R3R1+RxR2+R3
当满足条件R1R3=R2Rx，电桥输出U0=0，即电桥处于平衡状态，这称为电桥平衡条件。为了测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调到平衡，这称为预调平衡。这样调节可以使电桥的输出只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定，设Rx为温度的函数Rt=R(t)=Rx，则当温度从t0→t0+∆t时，
Rx→R0+∆Rx，因电桥不平衡而产生的电压输出为：
U0(t)=
R2∆Rx
⋅Us （5.7.2）
R1+R0+∆RxR2+R3设电桥的比率R1R2=K，待测桥臂的相对变化为δ=∆RxR0，则式（5.7.2）表示为
U0(t)=
Kδ
Us （5.23.3）
1+K+δ1+K由式（5.7.3）可知，当待测桥臂的相对变化很小，即δ
U0=
Kδ
1+K2
Us （5.7.4）
2. 非平衡电桥的工作特性
(1) 非平衡电桥的电压输出灵敏度
定义Su=∆U∆Rx为电桥的输出电压灵敏度，则
Su=
K
1+K+δ2
Us （5.7.5）
从式（5.7.5）可知，电桥的输出灵敏度由选择的电桥比率K、待测桥臂的相对变化量δ及电源电压Us来决定。当电源电压不变时，输出电压灵敏度Su将随δ和K的变化而改变。在平衡态附近，即δ→0时，输出电压灵敏度称为零点灵敏度S0
S0=
K
1+K2
Us （5.7.6）
当K=1时，电桥的输出电压灵敏度最大，为
Smax=
(2) 非平衡电桥的非线性误差
绛旓細绛旀锛闈炲钩琛＄數妗鍙互鎹綅缃數闃汇傝В閲婏細闈炲钩琛＄數妗ユ槸鍒╃敤鐢垫ˉ鍘熺悊鍒舵垚鐨勭數璺紝鐢ㄤ簬妫娴嬬數璺腑鏌愪釜鍏冧欢鐨勫彉鍖栥傚綋鐢垫ˉ涓煇涓厓浠剁殑鍊煎彂鐢熷彉鍖栨椂锛岀數璺細浜х敓闈為浂杈撳嚭銆傝屼綅缃數闃绘槸涓绉嶇數闃诲厓浠讹紝鍏跺湪鐢佃矾涓殑浣滅敤鏄骇鐢熺數闃汇傚洜姝わ紝浣嶇疆鐢甸樆鍙互浣滀负闈炲钩琛＄數妗ヤ腑鐨勪竴涓厓浠舵潵浣跨敤銆傚疄闄呰В绛旀柟寮忓拰瀵圭瓥锛...
绛旓細鍦ㄦ煇涓俯搴︼紙濡傚娓╋級涓嬮璋冨钩琛★紝浣闈炲钩琛＄數妗鐨勮緭鍑虹數鍘嬪彧涓庤娴嬬數闃荤殑鍙樺寲鎴愭姣旓紝涓轰簡瀹為獙澶勭悊鏁版嵁鏂逛究銆傚浜庡疄楠岀簿搴︼紝澶氬皯浼氭湁涓鐐瑰奖鍝嶃傞潪骞宠 鐢垫ˉ鍙婂姛鐜囩數妗ラ兘鏄崟鑷傜數妗ュ湪闈炲钩琛＄姸鎬佷笅鐨勪竴绉嶅伐绋嬭繍鐢紝褰撳鐣屾俯搴︺佸帇鍔涚瓑鐗╃悊閲忓彂鐢熷彉鍖栨椂锛岀浉搴旂殑鐢甸樆浼犳劅鍣ㄧ數闃诲煎彂鐢熷彉鍖栵紝鐢垫ˉ灏变粠骞宠 鐘舵佸彉鎴愪笉...
绛旓細娴嬮噺鐢垫満鎴栧彉鍘嬪櫒鍐呴儴娓╁害鐨勭數闃绘俯搴﹁
绛旓細渚濇嵁鐢垫ˉ骞宠 鏉′欢杩涜娴嬮噺鐨勭數妗ョО涓哄钩琛＄數妗ワ紝瀹冪殑鎿嶄綔绻佺悙銆佹祴閲忔椂闂撮暱锛屽钩鏃舵墍璇寸殑鐢垫ˉ閫氬父鏄寚骞宠 鐢垫ˉ銆涓嶅钩琛＄數妗鏄氳繃鐩存帴娴嬮噺鐢垫ˉ闈炲钩琛＄姸鎬佷笅娴佺粡鎸囩ず鍣ㄧ殑鐢垫祦鎴栦袱绔數鍘嬪ぇ灏忔潵娴嬮噺闆嗘诲弬鏁板厓浠剁殑锛屽畠鐨勬搷浣滅畝渚裤佹祴閲忔椂闂寸煭銆佹槗瀹炵幇鏁板瓧鍖栨祴閲忋俒1]涓枃鍚 涓嶅钩琛＄數妗 澶栨枃鍚 unbalanced bridge ...
绛旓細鐩存祦鐢垫ˉ娴嬮噺鍑嗙‘锛岀伒鏁忓害楂橈紝鍏锋湁閲嶈鐨勫簲鐢ㄤ环鍊笺傛寜浣跨敤鐨勬柟寮忓彲鍒嗕负骞宠 鐢垫ˉ鍜闈炲钩琛＄數妗銆 骞宠 鐢垫ˉ鏄氳繃骞宠 璋冭妭锛屾妸寰呮祴鐢甸樆涓庢爣鍑嗙數闃昏繘琛屾瘮杈冪洿鎺ュ緱鍒板緟娴嬬數闃诲笺傚鎯犳柉椤跨數妗ャ傜劧骞宠 鐢垫ˉ鍙兘鐢ㄤ簬娴嬮噺鍏锋湁鐩稿绋冲畾鐘舵佺殑鐗╃悊閲忋備絾瀹為檯宸ョ▼涓婂拰绉戝瀹為獙涓紝鐗╃悊閲忓線寰鏄繛缁彉鍖栫殑锛岃繖浜涢噺鍙兘閲...
绛旓細闈炲钩琛＄數妗涓庡钩琛＄數妗ヤ箣闂寸殑鍏崇郴鏄槸闈炲叧绯.宸ヤ綔鍦ㄤ笉骞宠 鏉′欢涓嬬殑鐢垫ˉ鏄潪骞宠 鐢垫ˉ锛屽伐浣滃湪骞宠 鏉′欢涓嬬殑鐢垫ˉ鏄钩琛＄數妗ャ傚钩琛＄數妗ユ槸鎶婂緟娴嬬數闃讳笌鏍囧噯鐢甸樆杩涜姣旇緝锛岄氳繃璋冭妭鐢垫ˉ骞宠 锛屼粠鑰屾祴寰楀緟娴嬬數闃诲硷紝濡傚崟鑷傜洿娴佺數妗ワ紙鎯犳柉鐧荤數妗ワ級銆佸弻鑷傜洿娴佺數妗ワ紙寮灏旀枃鐢垫ˉ锛夈傚畠浠彧鑳界敤浜庢祴閲忓叿鏈夌浉瀵圭ǔ瀹氱姸鎬佺殑鐗╃悊閲...
绛旓細鍥犱负鐑晱鐢甸樆闃诲煎彉鍖栧緢蹇紝鐢垫ˉ寰堥毦璋冭妭鍒板钩琛＄姸鎬侊紝姝ゆ椂鐢闈炲钩琛＄數妗姣旇緝鏂逛究銆
绛旓細闈炲钩琛＄數妗涓庡钩琛＄數妗ョ浉姣旓紝鍙互娴嬮噺瀹為檯鐢熸椿涓緢澶氳繛缁彉鍖栫殑鐗╃悊閲忋傘傘
绛旓細瀹為獙11 闈炲钩琛＄數妗鐢靛帇杈撳嚭鐗规х爺绌 鐢垫ˉ鏄皢鐢甸樆銆佺數瀹广佺數鎰熺瓑鐢靛弬鏁板彉鍖栭噺鍙樻崲鎴愮數鍘嬫垨鐢垫祦鍊肩殑涓绉嶇數璺傜數妗ョ數璺湪妫娴嬫妧鏈腑搴旂敤闈炲父骞挎硾銆傛牴鎹縺鍔辩數婧愮殑鎬ц川涓嶅悓锛屽彲鎶婄數妗ュ垎涓虹洿娴佺數妗ュ拰浜ゆ祦 鐢垫ˉ涓ょ锛涙牴鎹ˉ鑷傞樆鎶楁ц川鐨勪笉鍚岋紝鍙垎涓虹數闃荤數妗ャ佺數瀹圭數妗ュ拰鐢垫劅鐢垫ˉ涓夌锛涙牴鎹 鐢垫ˉ宸ヤ綔鏃舵槸鍚﹀钩琛...
绛旓細1銆侀鍏堬紝鍑嗗搴斿彉鐗囧拰闈炲钩琛＄數妗锛屽皢搴斿彉鐗囧畨瑁呭湪琚祴鐗╀綋涓娿2銆佸叾娆★紝杩炴帴搴斿彉鐗囧拰鐢垫ˉ锛屽湪娌℃湁搴斿彉鐨勬儏鍐典笅锛岃皟鏁寸數妗ョ殑鐢甸樆浣跨數鍘嬭〃鐨勬寚绀轰负闆躲3銆佺劧鍚庯紝瀵硅娴嬬墿浣撴柦鍔犲簲鍙橈紝瑙傚療鐢靛帇琛ㄧ殑鎸囩ず锛屾牴鎹數妗ョ殑鍘熺悊锛岀數妗ヨ緭鍑虹殑鐢靛帇涓庡簲鍙樻垚姝ｆ瘮銆4銆佹渶鍚庯紝鏍规嵁鐢垫ˉ鐨勮緭鍑虹數鍘嬪拰搴斿彉鐗囩殑鐏垫晱搴︼紝鍙互...
