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惠斯通电桥

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实验六惠斯通电桥

Experiment 6 Determining resistance using a Wheatstone bridge

电桥电路在电学中是一种很基本的电路。利用电桥平衡原理构成的电测仪器,不仅可以测电阻,也可以测电容、电感,并可通过这些物理量的测量来间接测量非电学量,例如温度、压力等,因此电桥电路在自动化仪表和自动控制中有着广泛的应用。本实验的基本要求是自组直流电桥,并用自组电桥及箱式电桥测量中值电阻。

实验目的Experimental purpose

1.掌握惠斯通电桥测量电阻的基本方法。

2.掌握自组惠斯通电桥的基本原理。

实验原理Experimental principle

1.电桥平衡条件(condition of electric bridge balance)

图1所示为电桥电路原理图,它是

由四个桥臂电阻和一个检流计组成,其中R1,R2是已知标准电阻,称为“比率臂”;R s 是可变标准电阻(电阻箱),称为“比较臂”

R x是被测电阻,称为“测量臂”;B,D间接

检流计。接通电路后,检流计一般不指零,

说明B,D两点电位不相等,通过调节R s,

使检流计中无电流通过(I K=0),此时电桥

达到平衡,由图可见,电桥平衡的条件是B、

图1电桥原理图

D 两点电位相等。即

s s x x R I R I R I R I ==,2211

又 s x I I I I ==21,

所以有 2

1R R R R s x = (1) s x R R R R 21=

(2) 式(1)称电桥平衡条件,即相邻两臂电阻之比相等。

令M =R 1/R 2,称为“倍率”,则式(2)可写为R x =MR s 。因此当电桥调平衡后,

只要读出M 和R s 值,待测电阻R x 便可得到。

2. 电桥灵敏度(electric bridge sensitivity)

式(2)是在电桥平衡的条件下推导出来的。而电桥是否平衡,是根据检流

计指针有无偏转来判断的。检流计的灵敏度总是有限的,例如实验室常用的AC 5

型指针式检流计,其指针偏转一格对应电流为10-6A 左右,当通过它的电流小于

10-7A 时,指针的偏转小于0.1格,观测者就很难觉察出来。假如电桥在2

1R R =1时调到平衡,根据式(2)得到R x = R s ,此时若把R s 改变一微小量ΔR s ,电桥就

应当失去平衡,检流计中应有一微小电流I g ′通过;但当I g ′<10-7A 时,则观察

不到检流计指针的偏转,人们仍认为电桥仍是平衡的,因而又得到

s s x R R R ?+=

ΔR s 就是由于检流计灵敏度有限而给直流电桥测电阻时带来的测量误差。显

而易见,检流计越灵敏,电桥就越灵敏,由检流计带给电桥的测量误差也越小。

电桥的灵敏度也不是越高越好,那样会给平衡调节造成困难。电桥灵敏度的高低

除了与所使用的检流计有关外,还与电源电压等其它因素有关。直流电桥灵敏度

可表示为

x

x

R R n S ??= (3) 式(3)中Δn 是检流计的偏转格数,x x R R ?是被测阻值相对变化值。令x

x R R ?=1,则S =Δn ,这样S 的大小可理解为被测电阻的阻值变化一倍时所引起的偏转格数。

又令式(3)中Δn =1,则有x

x R R ?=S 1,如此S 的大小又可以这样来理解:检流计偏转一格相当于被测电阻的相对变化为

S 1。例如S =50(格),则当R x 改变501=2%时,检流计可以有一格的偏转。通常观测者可以察觉出0.2格的偏转,这就是说,由于检流计灵敏度的因素所带来的测量误差???

? ??x x R R δ检=501×0.2=0.4%。若检流计

灵敏度降低为S =20(格),则它的测量误差将增大, ???? ??x

x R R δ检=201×0.2=1%。

在一般情况下,R x 是固定电阻,阻值不能改变。可以证明,在电桥平衡时有

x x R R ?=s

s R R ?,所以式(3)可写成 s

s

R R n S ??= (4) 实验仪器Experimental device

1. 自组电桥电路板(self-organizing electric bridge of circuit board)

1) 电路图

本实验要求学生根据图2所示电路自己组装直流电桥。为能选择不同的倍

率M ,在AB 间可换接三个不同阻值的电阻R 2,为保护检流计,在BD 间串接

一带有单刀开关的阻流开关

R 0,可调标准电阻R S 用标准电

阻箱来担当。

2. AZ19型检流计(model

AZ19 type galvanometer)

检流计用来检测电路中的

微小电流和电压,它有很高的

灵敏度,在精密测量中常作为

指零仪表。由于检流计需要特别高的灵敏度,它的动圈多用张丝悬挂起来,以减少摩擦阻力。它的读数装置

有指针式和光点复射式等多种结构。

AZ19型直流指针式检流计属于电子检流计,灵敏度可替代AC15/1~AC15/6

各型直流复射式检流计。使用时不需考虑外临界电阻的阻尼匹配问题,并具有

输入过压保护、输出限流保护,其抗震性能及抗冲击性能均强。

使用时,首先将检流计的输入接线柱(标记“+”、“-”)接入电路内,将功

能旋钮从“关机”档位调到“调零”档位,并用“调零”旋钮将指针调整到零值。

将功能旋钮调到30μA 等其他档位上,则检流计与外部电路真正接通,即可测

量。

检流计使用完毕后,必须将功能旋钮移向“关机”档位,以保护仪器。

3. 箱式电桥(portable wheatstone bridge )

箱式电桥型号较多,现以应用较为广泛、具有代表价值的QJ24型携带式直

流单臂电桥(见图3和图4)为例,介绍电桥各部件的作用及特点如下:图3是

QJ24型携带式直流单臂电桥原理图。为了扩大量程、使用方便,实用电路中把M

确定为7101033--个确定倍率,同时,又把可调标准电阻分为4个档。以上两

项,既可扩大量程,又可提高测量的精确度。除此之外,成品电桥还做了一些具

体安排,如在检流计G 通路中增加了一个阻尼开关,测电阻过程中按顺序先用1

G

图2实验线路图

粗调,然后再用0G 细调,这既可保护检流计不受损坏,又能提高电桥灵敏度,

使用时必须认真查阅有关说明书,决不可粗心大意。 QJ24型直流单臂电桥使用说明及步骤:

如图4所示:

1) “G ”与“B ”分别为外接检流计和外界电源的两对接线端钮(按入和旋

入)。使用外界电源应先连接“—”极。

2) 将被测电阻连接在X 1和X 2两个端钮间。

3) 估测被测电阻之近似值,将倍率旋钮和比较臂旋钮旋至适当档位。并调

整检流计上的零位调节器,使检流计指针停在零线上。

4) 按下按钮“G 1”和“B 0”,分别调整四个比较臂旋钮,直至检流计指针基

本指零,放开“G 1”,随即再按下“G 0”,再次调整四个比较臂旋钮,,直至

检流计指针指零为止。

操作时应注意,按钮的顺序是先按B 后接G ,先放G 后放B 。

实验任务Experimental assignment

1. 按实验室提供的自组电桥板及有关器件按图2连接线路,组装惠斯通电

桥,并用它来测量未知电阻板上1x R 、2x R 、3x R 的阻值。

图3QJ-24单臂电桥原理图 图4QJ-24直流单臂电桥面板图

2. 用电桥板上给定的三种倍率测每一个未知电阻,测一个电阻时,只选择一种倍率值M ,选择M 的原则是使R s 至少能读取四位数,选出一组数据进行处理。

3. 测电桥灵敏度。在步骤2中,每一次电桥调平衡后,将R s 改变一微小量±ΔR s ,记下检流计指针分别向左右偏转的格数。例如ΔR s =+1Ω时,指针向右偏转格数为n 1;ΔR s = -1Ω时,指针向左偏转格数为n 1;则Δn =( n 1+ n 2)/2,代入式(4)即可。

4. 用箱式电桥测未知电桥板上的三个电阻,根据待测电阻值,合理选择倍率(以使R s 的四个旋钮全部用上)。每个未知电阻只测一次。

5. 数据处理。数据处理应包括两部分内容:

1) 计算自组电桥对各被测电阻的测量值,并计算其中一个待测电阻的 不确定度,最后写成标准形式。待测电阻R x 的相对不确定度

222222112.0??

? ??+???? ???+???? ???+???? ???=S R R R R R R R U s s x R x 本装置 ≈≈?≈?≈?S R R R R R R s

s %,1.0%,22211待测 2) 计算用箱式电桥对各被测电阻的测量值。

测量结果的不确定度计算公式:

()()()2

2l i m 22l i m 2.0??? ??+=+=S R E E U x R R x 检δ 通常情况下检R δ包括在E lim 中,所以可写成检R U =E lim

M R R a E s N ???

? ??+±=10%lim 式中,a 为准确度等级;R s 为比较臂测量盘示值;M 是倍率;R N 是基准值,例如R x =5.432×104,则R N =104,a 的取值与M 有关。

数据记录Data recording

表1 自组电桥数据表

从数据表中选出一组数据进行处理,写出单次测量的结果表达式

???? ???±=%1001x x R U R R 222222112.0??? ??+???

? ???+???? ???+???? ???=S R R R R R R R U s s x 其中 s

s s s R R n S R R R R R R /%,1.0%,22211??==

?=?=? 要求写出计算过程。

数据处理示例Model for data processing

选一组数据如表2:

表2

相对不确定度

2

22222112.0??? ??+???

? ???+???? ???+???? ???=S R R R R R R R U s s x R x

本装置 %1.0%,22

211≈?≈?=?s s R R R R R R 待测 代入得 ()()()())

(101.07.4101.010686.4)(1011.1310686.4108.2108.2108.2102.11011084.18742.010*********

22222

8642

232222Ω?±=?±?=±=?=≈???=??=?≈?+?+?=??? ??+?+?+?=---------x R x x x R x R R U R R R U R U x x x

示值

课堂讨论题Discussed problems at class

1. 电桥平衡的条件是什么?

2. 怎样判断电桥是否平衡?

3. 怎样利用电桥平衡条件测未知电阻?

4. 正确联接线路,通电之前各可调仪器应处于怎样状态?

关键词Key words

电桥平衡electric bridge balance, 检流计galvanometre , 灵敏度sensitivity ,电路circuit , 倍率ratio 。

创新园地 Creation garden

1、自组单臂电桥测电阻实验中,为了消除比率臂的影响(两个电阻R1、R2的标称值与实际值不相符,以及导线接点),往往采用交换测量法,在第一次正常测出测量值R 之后,交换Rx 与Rs 的位置再次测量出测量值R',

则 ,请根据原理推导出此公式。

2、利用电桥,不但可以测量电阻,结合其他传感器件,还可测量应变、温度、流量等多种物理量的变化。在《杨氏模量的测定》实验中,被测金属丝可以看作电阻应变丝,在轴向拉力F 作用下,由于压变效应电阻将发生变化 , ,公式中,K 为金属丝的灵敏系数,为常数, 为在轴向拉力F 作用下产生的微小形变, 。请参考实验十二《杨氏模量的测定》中

的原理和仪器,推导出用电桥测量杨氏模量E 的公式,并拟定实验方案。

R R R x '?=R ?εK R =

?εL L ?=ε

惠斯通电桥公式推导详解-惠斯通电桥公式推导

惠斯通电桥公式推导详解 惠斯通电桥简介惠斯通电桥(又称单臂电桥)是一种可以精确测量电阻的仪器。通用的惠斯通电桥电阻R1,R2,R3,R4叫做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。 当G无电流通过时,称电桥达到平衡。平衡时,四个臂的阻值满足一个简单的关系,利用这一关系就可测量电阻。 惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路,这四个电阻分别叫做电桥的桥臂,惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化,单片机采集可变电阻两端的电压然后处理,就可以计算出相应的物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。 非平衡电桥一般用于测量电阻值的微小变化,例如将电阻应变片(将电阻丝做成栅状粘贴在两层薄纸或塑料薄膜之间构成)粘固在物件上,当物件发生形变时,应变片也随之发生形变,应变片的电阻由电桥平衡时的Rx变为Rx+△R,这时检流计通过的电流Ig也将变化,再根据Ig与△R的关系就可测出△R,然后由△R与固体形变之间的关系计算出物体的形变量。 用这种方法可测量应变、拉力、扭矩、振动频率等。 惠斯通电桥不是惠斯通发明的,在测量电阻及其它电学实验时,经常会用到叫惠斯通电桥的电路,很多人认为这种电桥是惠斯通发明的,其实,这是一个误会,这种电桥是由英国发明家克里斯蒂在1833年发明的,但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻,所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥。 惠斯通电桥构成惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路,这四个电阻分别叫做电桥的桥臂,惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化,单片机采集可变电阻两端的电压然后处理,就可以计算出相应的物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。电路形式如下图所示。

特殊方法测电阻-电桥法

一、实验题 1.某学习小组利用图甲所示的电路测量电源的电动势及内阻。 (1)按照原理图甲将图乙中的实物连线补充完整________。 (2)正确连接电路后,进行如下实验。 ①闭合开关S,通过反复调节滑动变阻器R1、R2,使电流表A3的示数为0,此时电流表A1、A2的示数分别为100.0 mA和80.0 mA,电压表V1、V2的示数分别为1.60 V和1.00 V。 ②再次反复调节R1、R2,使电流表A3的示数再次为0,此时电流表A1、A2的示数分别为180.0 mA和40.0 mA,电压表V1、V2的示数分别为0.78 V和1.76 V。 i.实验中调节滑动变阻器R1、R2,当电流表A3示数为0时,电路中B点与C点的电势______。(选填“相等”或“不相等”) ii.为了提高测量的精确度,电流表A3的量程应选择________ A.0~0.6 A B.0~100 mA C.0~500 μA ⅲ.测得电源的电动势E =_______V,内阻r=_______Ω。(结果保留3位有效数字)2.惠斯通电桥是电学实验中测电阻的一个常用方法.是在1833年由Samuel Hunter Christie发明,1843年由查理斯·惠斯登改进及推广的一种测量工具。它用来精确测量未知电阻器的电阻值,惠斯登桥可以获取颇精确的测量。如图1就是一个惠斯通电桥电路图。 (1)在图1中,在a、b之间搭一座“电桥”,调节四个变阻箱R1、R2、R3、R4的阻值,当G表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4个电阻之间的关系是:______

(2)我们现在想要测量某个未知电阻Rx,实验室有如下器材: A.一个电阻箱R B.一个滑动变阻器R0 C.一个灵敏电流计G D.一个不计内阻的恒定电源E E.开关、导线若干 根据惠斯通电桥测量电阻的原理设计了如图2所示电路进行实验,有以下实验操作:A、按图2接好电路,调节_____,P为滑动变阻器的滑头,当G表示数为零时,读出此时变阻箱阻值R1 =200; B、将R x与变阻箱R互换位置,并且控制____不动,再次调节_____,直至电桥再次平衡时,读出此时变阻箱阻值R2=800; C、由以上数据即可得R x的阻值,其大小为R x=_________. 3.李明同学想要测量某个未知电阻R1,他的手边共有仪器如下:一个电阻箱R、一个滑动变阻器R0、一个灵敏电流计G、一个不计内阻的恒定电源E、开关、导线若干。他首先想到用伏安法或者电表改装知识来设计电路,但发现由于仪器缺乏无法实现。苦恼之余去寻求物理老师的帮助。老师首先给了他一道习题要求他思考: (1)如图甲,在a、b之间搭一座“电桥”,调节四个变阻箱R1、R2、R3、R4的阻值,当G表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4个电阻之间的关系是_____。 (2)聪明的李明马上想到了改进自己的实验,他按照以下步骤很快就测出了R x ①按图乙接好电路,调节_____,P为滑动变阻器的滑片,当G表示数为零时,读出此时变阻箱阻值R1; ②将R x与变阻箱R互换位置,并且控制______不动,再次调节____,直至电桥再次平衡时,读出此时变阻箱阻值R2; ③由以上数据即可得R x的阻值,其大小为R x=__。 4.某实验小组为了较准确测量阻值约为20Ω的电阻R x,实验室提供的器材有:

惠斯通电桥

物理实验报告 一、【实验名称】 惠斯通电桥测电阻 二、【实验目的】 1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。 2、学会正确使用箱式电桥测电阻的方法。 3、了解提高电桥灵敏度的几种途径 三、【实验原理】 电桥法测量是一种很重要的测量技术。由于电桥法线路原理简明,仪器结构简单,操作方便,测量的灵敏度和精确度较高等优点,使它广泛应用于电磁测量,也广泛应用于非电量测量。电桥可以测量电阻、电容、电感、频率、压力、温度等许多物理量。同时,在现代自动控制及仪器仪表中,常利用电桥的这些特点进行设计、调试和控制。 电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥,单臂电桥又称为惠斯通电桥,主要用于精确测量中值电阻。双臂电桥又称为开尔文电桥,主要用于精确测量低值电阻。本次实验主要是学习应用惠斯通电桥测电阻。 1.惠斯通电桥的线路原理 惠斯通电桥的线路原理如图15-1所示。四个电阻R 1,R 2,R x 和R S 联成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂,其中:R 1,R 2组成比例臂,R x 为待测臂,R S 为比较臂,四边形的一条对角线AC 中接电源E ,另一条对角线BD 中接检流计G 。所谓“桥”就是指接有检流计的BD 这条对角线,检流计用来判断B ,D 两点电位是否相等,或者说判断“桥”上有无电流通过。 电桥没调平衡时,“桥”上有电流通过检流计,当适当调节各臂电阻,可使“桥”上无电流,即B ,D 两点电位相等,电桥达到了平衡。此时的等效电路如图15-2所示。 根据图15-2很容易证明 s x R R R R = 21 即 s 2 1 x R R R R ?= (15-1)

LCR电桥操作说明

TH2817B数字电桥操作指导书 1.目的 为规范仪器使用操作,确保元器件的品质,延长仪器使用寿命,保障测试安全。 2.适用范围 电感,电容,电阻参数测试操作。频率范围:50Hz~100kHz 间共十个典型频率,测试 信号电平: 0.1V、0.3V、1V 三种测试电平,恒定可选的源内阻:30Ω或100Ω。 3.仪器测试操作 3.1仪器测试前准备工作 3.1.1检查仪器供电电源是否为AC220±10V,50Hz/60HZ。 3.1.2仪器接通电源前应关掉电源开关。 3.1.3开启仪器预热20分钟。 3.2设置仪器 3.2.1根据所要测试的元器件要求,对下述相关参数进行设置。 3.2.2根据测试元器件要求,按主参数键,仪器在支持的各参数间循环切换,或者先按主 参数键后,再按▲、▼键仪器在Z,CS,CP,LS,LP,RS,RP各测试参数间循环切换。按副参数键, 仪器在支持的各参数间循环切换,或者先按主参数键后,再按▲、▼键仪器在θ°(角度),θr (弧度),R,X,Q,D各测试参数间循环切换。 3.2.3按频率键,仪器在支持的各参数间循环切换,或者先按频率键后,再按▲、▼键仪 器在支持的各频率(50Hz,60Hz,100Hz,120Hz,1kHz,10kHz,20kHzBZB,40kHz, 50kHz,100kHz)间循环切换。 3.2.4按电平键,仪器在支持的各参数间循环切换,或者先按电平键后,再按▲、▼键切:

仪器在支持的各电平(0.1V,0.3V,1V)间循环切换电平。 3.2.5按速度键,仪器在支持的各参数间循环切换,或者先按速度键后,再按▲、▼键切 仪器在支持的快速(F),中速(M),慢速(S)间循环切换。 3.2.6按量程键后,再按▲或▼键,可手动选择量程。量程可在自动(AUTO)和锁定 (HOLD)状态间切换,一般选择自动(AUTO)模式,则同时进入量程保持状态。 3.2.7在测试页面,按上档键,屏幕左上角“SHIFT”点亮,按下设置键进入测量设置界面, 在测量设置页,通过左右按键选择项目TRIG(触发方式),再通过然后按【▲】或【▼】 键,可选择“INT”,“MAN”或“EXT”这三种触发方式,一般将其设置为INT(内部)。按【ENT】 键确认数据输入,返回测试界面;通过左右键选择“SRES”(输出内阻)项,再按【▲】 或【▼】键选择“100Ω”或“30Ω”,一般测试选择100Ω,按【ENT】键确认数据输入, 返回测试界面。通过左右按键选择“CABLE”(电缆长度)项,再按【▲】或【▼】键选 择“0m”、“1m”或“CUST”,根据测量时使用的输出测试夹具进行选择。按【ENT】键确 认数据输入,返回测试界面。通过按左右键选择“ZERO”(清零开关)项,再按【▲】 或【▼】键选择“ON”(打开)或“OFF”(关闭)方式。选择“ON”开,按【ENT】键确 认数据输入,返回测试界面。 3.2.8按上档键,再按开路键进入开路清零菜单。开路清零功能能够消除测试线,测试夹 具与被测元件并联的杂散电容的影响。通过按【▲】或【▼】键来选择执行“SPOT”或 “SWEEP”清零,即对当前频率点或所有的频率点进行清零,一般选”SWEEP”。 3.2.9按上档键,再按短路键进入短路清零菜单。短路清零能够消除测试线与测试夹具与被 测元件串联的剩余阻抗如引线电阻或引线电感的影响。通过按【▲】或【▼】键来选择执行 “SPOT”或“SWEEP”清零,即对当前频率点或所有的频率点进行清零,一般选”SWEEP”。 3.2.10按上档再按显示键,仪器可在直读显示(DIR)——实际测量值;绝对偏差显示(⊿) ——测量值与称值的绝对偏差;百分比偏差显示(%)——测量值与标称值的百分比偏差几

惠斯登电桥原理及应用资料

惠斯登电桥的原理与应用 大学物理基础性实验 乐山电大幸荣安 【摘要】惠斯登电桥是大学物理基础性实验之一。教学辅导中发现,在理工科中,不同专业的学员,对惠斯登电桥原理的学习要求各不相同,有的专业学员对惠斯登电桥原理只作一般性了解和使用;而电子工程技术类的学员则作一般性了解和使用外,还要求对每一个原理在其它项目中的应用。本文对惠斯登电桥原理作了一般性的论证分析外,还对对惠斯登电桥原理在温度控制技术作了入门式讨论分析。 【关键词】惠斯登电桥交换测量法热敏电阻 这里介紹一种測量电阻值大小的方法,這种方法称为惠斯登电桥測量法。它的特別之处,是在于精确、精細,几乎省去人在判读時所形成的誤差。並且由于它的精細,我們要用它去測量电阻阻值和測量电阻随温度变化的情形,也就是电阻的温度系数。究竟惠斯登电桥是如何能够达到精确、精細的功能?以下就来了解它的原理。 一、惠斯登电桥(平衡电桥)测电阻的原理. 惠斯登电桥原理图1中,接通电源,调节 电桥平衡,即调节电桥四个“臂”R1、R2、R3、Rx,当检流计G的指针指零,B、D 两点电位相等,则有 式称为比率k。箱式惠斯登电桥的比率K有0.001,0.01,0.1,1, 10,100, 1000七档。根据待测电阻Rx大小选择K,调节R3使检流计G为零, 由R x = KR3求出待测电阻Rx值。 电流计G 的B、D两点电位

(7--2) (7--3) 由上式看出,当R1R3= R2R x时,电流计G 的B、D两点电位差Uo=0,电桥处于平衡,这就是惠斯登电桥。 二、箱式惠斯登电桥的结构线路(以QJ23型箱式直流单臂电桥为例)图(a) 分析箱式惠斯登电桥的结构线路.提示: 当比率转换开关K连接到0.001的挡位时, R1代表一只电阻的值,而R2代表7只电阻串联值.在不同的挡位时,R1 R2所代表的电阻串联值.各不相同.Rx:被测电阻接线柱R3:由四个可变电阻箱串联组成.每个可变电阻箱的挡位X1Ω、X10Ω、X100Ω、X1000Ω构成.箱式惠斯登电桥的操作法1.检流计的指针作调零处理. 2.确定待测量电阻的大致数值,在Rx被测电阻接线柱间接上被测量电阻. 3.根据被测量电阻的大小值选定比率转换开关K连接的挡位. 4.测量时用跃接法按下"B"和"G"按钮(按下后立即 松开),若指针偏向"+"方向.则增加R3的数值;若指针偏向"-"方向,则减小R3的数值,反复调节直至电桥平衡. 5.测量有感电阻(如电机、变压器等)时,应先接通"B"和后接通"G"按钮,断开时应先放开"G"再放开"B". 6.使用完毕,必须断开"B"和"G"按钮,并且将检流计的联接片接在"内接"位置,也保护检流计.

TH2811D数字电桥使用说明

TH2811D数字电桥使用说明书 第1章准备使用1-4 1、1开箱检查1-4 1、2电源要求1-4 1、3电源与保险丝选择1-4 1、4周围环境1-5 1、5使用测试夹具1-5 1、6预热与连续工作时间1-5 1、7仪器的其它特性1-5 第2章面板说明2-6 2、1前面板说明2-6 2、2后面板说明2-7 2、3显示区域定义2-8 第3章操作说明3-11 3、1开机3-11 3、2参数设定3-11 3、3频率设定3-12 3、4测试信号电压选择3-12 3、5信号源内阻选择3-12 3、6测量速度选择3-13 3、7等效电路方式3-13

3、7、1设置串联与并联3-13 3、7、2选择串联或并联方式3-13 3、8量程设定3-14 3、9开路清零3-15 3、10短路清零3-16 第4章基本性能指标4-17 4、1测量参数4-17 4、2等效方式4-17 4、3量程4-18 4、4测试端方式4-18 4、5测试速度4-19 4、6基本精度4-19 4、6、1影响准确度的测量参数最大值、最小值4-19 4、6、2测量速度误差因子KS4-19 4、6、3测试电平误差因子KV4-19 4、6、4测试频率误差因子KF4-20 4、7测试信号频率4-20 4、8测试信号电平4-20 4、9输出阻抗4-20 4、10测量显示范围4-20 4、11清零功能4-20 4、12量程保持4-21

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压力传感器原理【详解】

压力传感器原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 一.压力传感器原理 一些常用传感器原理及其应用: 1、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。

金属电阻应变片的内部结构 1、应变片压力传感器原理 如图1所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示: 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω?cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m) 我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥 在实验中,测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I (测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流),除了电流表和电压表本身的精度外, 还有电表本身的电阻,不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流 I 和电阻 两端的电压U ,不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的 特点是灵敏、准确、使用方便,它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量 转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥,直流电桥可以用于测电阻,交 流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻 抗的变化进行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥,主要用于测量中等数值的电阻(101 ~106 Q )O 对于太小 的电阻 (10"6 ~101 Q 量级),要考虑接触电阻、导线电阻,可考虑使用双臂电桥;对于大 电阻(107Q 级),要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表, 而实验室用检流计属于 1惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻 R o 、R i 、R 2、 R x 连成四边形,称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线 连有检流计,称为“桥”;四边形的另一对角线接上电源, 称为电桥的“电源对角线” 。E 为线路中供电电源,学生 实验用双路直流稳压电源,电压可在 0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻,在电桥不平衡时取最大电阻作限流 作用以保护检流计;当电桥接近平衡时取最小值以提高检 流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小,主要目的 在于保护检流计和改变电桥灵敏度。 电源接通时,电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时, 桥路中的电流I g -0,检流计的指针发生偏转;当 C 、D 两点之间的电位相等时,桥路 中的电流I g =0,检流计指针指零(检流计的零点在刻度盘的中间),这时我们称电桥 处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有: I g =0 U AC =U AD 于是空二邑即R x R 2二R 0R 1 R 0 R 2 此式说明,电桥平衡时,电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件,若已知其中三个臂的电阻,就可以计算出另一个桥臂电阻, 因此,电桥测电阻的计算式为 R x 二邑凤二 KR 。 (1) R 2 电阻R 1、R 2为电桥的比率臂,R x 为待测臂,R 为比较臂,R 。作为比较的标准,实 A 表,电桥的灵敏度要受检流计的限制。 [1 U CB = U DB 1 Rx = 1 R0 I R1 = I R2 1 Rx R x = 1 R1 R 1 1 R0R 0 = 1 R2 R 2

LCR数字电桥-说明书

L C R 数字电桥 LW2812C/LW2811C 使用说明 INSTRUCTIONMANUAL LW香港龙威仪器仪表有限公司 香港龙威仪器仪表有限公司 使用说明书 LW2812C/LW2811C LCR数字电桥 一、概述 LW2812C/LW2811C型LCR数字电桥是以微处理技术为基础的自动测量电感量L、电容量C、电阻R、品质因数Q、损耗角正切值D、品质因素Q的智能化参数测量仪器。本仪器将实用的功能,良好的性能,及便利的操作融为一体,可广泛用于工、院校等各类用户对元件参数进行精确测量。 本仪器采用了先进的测量原理和五端测量技术,可以长时间精确测量而无需专门调校。为保证仪器的精确测量,可通过仪器的清“0”功能将由于测试夹所引起的杂散电容和引线电阻予以清除。 二.使用前的注意事项 2.1 检查电源电压 LW2812C/LW2811C由220V±10%的交流电压(交流频率为50Hz)供电,电源插座于仪器后面板,保险丝也位于电源插座内。如果跟换保险丝清依照以下步骤进行:·使用一字型起子来撬开保险座外盖(外盖上有一小凹槽) ·装上慢融式,1A,250V保险丝。 ·再把保险座外盖装上即可。 警告:为避免雷击,请使用接地交流电源插座。

警告:为避免人员伤害,在装卸保险丝时把电源线先拔除。 2.2 操作环境 LW2812C/LW2811C可正常工作的室温范围是0℃到40℃。如果超出此范围可能会使仪器出现故障。 不要将仪器置在有强烈磁场或是强电场的环境下测量,因为测量的结果可能会受到影响而失去精确度。 2.3 仪器的安装和操作 请放置LW2812C/LW2811C在通风良好的工作场所,以免仪器因过热而损坏。 2.4 仪器测试夹具或测试电缆应保持清洁,以保证测试件接触良好。 图一LW2812C/LW2811C前面板图 (1) 电源开关 控制仪器电源开或关 (2) 功能指示 四年制LED指示灯,用于指示当前测量参数,L、C、R。 (3) 主参数显示 五位LED数码管,用于显示L、C、R参数值。 (4) 主参数但未必指示 三只LED指示灯,用于指示当前显示主参数的单位。 (5) 副参数显示 四位LED数码管,用于显示D或Q值。 (6) 功能指示 二只LED指示灯,用于指示当前测量副参数,D、Q。 (7) 参数键 按键进行主参数选择,L、C或R。 (8) 频率键 按键选择设定施加于被测元件上的测试信号频率,由三只LED指示灯进行指示。(9) 等效键 按键选择仪器测量时的等效电路,有串联和并联两种。

惠斯通电桥测电阻

用半偏法和惠斯通电桥测电表内阻 实验目的 1.掌握惠斯通电桥的原理,并通过它初步了解一般桥式线路的特点。 2.学会使用惠斯通电桥测量电阻。 实验仪器 QJ23型电桥,电阻箱,检流计,滑线变阻器,直流稳压电源等。 实验原理 前面我们介绍的伏安法测量电阻,其精度不够高。这一方面是由于线路本身存在缺点,另一方面是由于电压表和电流表本身的精度有限。所以,为了精确测量电阻,必须对测量线路加以改进。 惠斯通电桥(也称单臂电桥)的电路如图1所示,四个电阻R 1、R 2、R b 、R X 组成一个四边形的回路,每一边称作电桥的“桥臂”,在一对对角AD 之间接入电源,而在另一对角BC 之间接入检流计,构成所谓“桥路”。所谓“桥”本身的意思就是指这条对角线BC 而言。它的作用就是把“桥”的两端点联系起来,从而将这两点的电位直接进行比较。B 、C 两点的电位相等时称作电桥平衡。反之,称作电桥不平衡。检流计是为了检查电桥是否平衡而设的,平衡时检流计无电流通过。用于指示电桥平衡的仪器,除了检流计外,还有其它仪表,它们称为“示零器”。 当电桥平衡时,B 和C 两点的电位相等,故有 AC AB V V = CD BD V V = (1) 由于平衡时0=g I ,所以B 、C 间相当于断路,故有 21I I = b X I I = (2) 所以 11R I R I X X = 22R I R I b b = 可得 X b R R R R 21= (3) 或 b X R R R R 2 1= (4) 这个关系式是由“电桥平衡”推出的结论。反之,也可以由这个关系式推证出“电桥平衡”来。因此(3)式称为电桥平衡条件。 如果在四个电阻中的三个电阻值是已知的,即可利用(3)式求出另一个电阻的阻值。这就是应用惠斯通电桥测量电阻的原理。

电桥法原理

实验十八 电桥法测电阻 电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器,被广泛用来精确测量许多电学量和非电量。在自动控制测量中也是常用的仪器之一。电桥按其用途可分为平衡电桥和非平衡电桥;按其使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥;按其结构可分为单臂电桥和双臂电桥。本实验介绍的是直流电桥测量电阻。电阻按阻值的大小大致可分为三类:待测电阻值在1M?以上的为高阻;在1?至1M ?之间时称为中值电阻,可用单臂(惠斯登)电桥测;阻值在1?以下的为低值电阻,则必须使用双臂电桥(又称开尔文电桥)来进行测量。 一 实 验 目 的 (1)掌握直流电桥测电阻的原理和方法。 (2)学习并掌握双臂电桥测低值电阻的方法。 二 实 验 原 理 用伏安法测电阻时,由于电表精度的制约和电表内阻的影响,测量结果准确度较低。于是人们设计了电桥,它是通过平衡比较的测量方法,而表征电桥是否平衡,用的是检流计示零法。只要检流计的灵敏度足够高,其示零误差即可忽略。 用电桥测电阻的误差主要来自于比较,而比较是在待测电阻和标准电阻间进行的,标准电阻越准确,电桥法测电阻的精度就越高。 1.单臂(惠斯登)电桥的工作原理 单臂电桥线路如图1所示,被测电阻R X (即图中 R 3)与三个已知电阻R 1、R 2、R N 、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计,称为“桥”,另一个对角线上接电源E ,称为电桥的电源对角线。电源接通,电桥线路中各支路均有电流通过。 A C 当 B 、D 两点之间的电位相等时,“桥”路中的电流,检流计指针指零,这时电桥处于平衡状态。此时 V 0=g I D B V =于是 2 R R N 1R R X = 根据电桥的平衡条件,若已知其中三个臂的电阻,就可以计算出另一个桥臂的电阻,因此,电桥测电阻的计算式为: N X R R R R 2 1= (1) 电阻2 1R R 为电桥的比率臂,称为倍率k ,为 比较臂。以QJ-23型箱式电桥为例,它构造精细,测量范围大(1~),精确度高(在 10~范围内精确度为),QJ-23型惠斯登电桥面板外形如图2:1-待测电阻接线柱; 2-检流计按钮开关G ; 3-电源按钮开关B ; 4-检流计; 5-检流计调零旋钮;6-左侧3个接线柱是检流计连接端,当连接片接通“外接”时,内附检流计被接入桥路,当连接片连通“内接”时,检流计被短路; 7-外接电源接线柱,箱内为3节2号干电池,约4.5V ,使用时应注意外接电源接线柱是否应短路; 8-比率臂,即上述电桥电路中N R 610ΩΩ5 10%2.0±X R 21R R N R 的比值,直接刻在转盘上; 9-比较臂,即上述电桥电路中电阻箱(本处 为四个转盘)。 2.双臂电桥测低值电阻的原理 用图1所示的单臂电桥测电阻时,其中比例臂电阻R 1、R 3可用较高的电阻, 因此, 与R 1、R 3 相连的导线 7 图2 QJ-23型电桥面板图

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥原理 Hessen was revised in January 2021

惠斯通电桥 在实验中,测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I (测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流),除了电流表和电压表本身的精度外, 还有电表本身的电阻,不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I和电阻两 端的电压U,不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点 是灵敏、准确、使用方便,它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为 电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥,直流电桥可以用于测电阻,交流电桥可 用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进 行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥,主要用于测量中等数值的电阻(101~106Ω)。对于太小的 电阻(10-6~101Ω量级),要考虑接触电阻、导线电阻,可考虑使用双臂电桥;对于大电 阻(107Ω级),要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表, 而实验室用检流计属于μΑ表,电桥的灵敏度要受检流计的限制。 1.惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R0、R1、R2、R x Array连成四边形,称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有 检流计,称为“桥”;四边形的另一对角线接上电源,称为 电桥的“电源对角线”。E为线路中供电电源,学生实验用 双路直流稳压电源,电压可在0-30V之间调节。R保护为较大

的可变电阻,在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计;当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小,主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。 电源接通时,电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时,桥路中的电流0≠g I ,检流计的指针发生偏转;当C 、D 两点之间的电位相等时,桥路中的电流0=g I ,检流计指针指零(检流计的零点在刻度盘的中间),这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有: 于是 2 1 0R R R R x =即102R R R R x = 此式说明,电桥平衡时,电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件,若已知其中三个臂的电阻,就可以计算出另一个桥臂电阻,因此,电桥测电阻的计算式为 002 1 KR R R R R x == (1) 电阻1R 、2R 为电桥的比率臂,x R 为待测臂,0R 为比较臂,0R 作为比较的标准,实验室常用电阻箱。由(1)式可以看出,待测电阻x R 由比率值K 和标准电阻0R 决定,比值K 可以作成10n ,这是成品电桥常用的方法。检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用,只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化则电阻的测量结果与检流计的精度无关,由于标准电阻可以制作得比较精密,所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高,大大优于伏安法测电阻,这也是电桥应用广泛的重要原因。

惠斯通电桥

惠斯通电桥 实验目的 1.掌握惠斯通电桥的原理,并通过它初步了解一般桥式线路的特点。 2.学会使用惠斯通电桥测量电阻。 实验仪器 QJ23型电桥,电阻箱,检流计,滑线变阻器,直流稳压电源等。 实验原理 前面我们介绍的伏安法测量电阻,其精度不够高。这一方面是由于线路本身存在缺点,另一方面是由于电压表和电流表本身的精度有限。所以,为了精确测量电阻,必须对测量线路加以改进。 惠斯通电桥(也称单臂电桥)的电路如图1所示,四个电阻R1、R2、R b、R X 组成一个四边形的回路,每一边称作电桥的“桥臂”,在一对对角AD之间接入电源,而在另一对角BC之间接入检流计,构成所谓“桥路”。所谓“桥”本身的意思就是指这条对角线BC而言。它的作用就是把“桥”的两端点联系起来,从而将这两点的电位直接进行比较。B、C两点的电位相等时称作电桥平衡。反之,称作电桥不平衡。检流计是为了检查电桥是否平衡而设的,平衡时检流计无电流通过。用于指示电桥平衡的仪器,除了检流计外,还有其它仪表,它们称为“示零器”。

图 1 当电桥平衡时,B 和C 两点的电位相等,故有 AC AB V V = CD BD V V = (1) 由于平衡时0=g I ,所以B 、C 间相当于断路,故有 21I I = b X I I = (2) 所以 11R I R I X X = 22R I R I b b = 可得 X b R R R R 21= (3) 或 b X R R R R 21= (4) 这个关系式是由“电桥平衡”推出的结论。反之,也可以由这个关系式推证出“电桥平衡”来。因此(3)式称为电桥平衡条件。 如果在四个电阻中的三个电阻值是已知的,即可利用(3)式求出另一个电阻的阻值。这就是应用惠斯通电桥测量电阻的原理。 上述用惠斯通电桥测量电阻的方法,也体现了一般桥式线路的特点,现在重点说明它的几个主要优点:

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

惠斯通电桥 在实验中,测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I (测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流),除了电流表和电压表本身的精度外, 还有电表本身的电阻,不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I和电阻两 端的电压U,不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点 是灵敏、准确、使用方便,它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为 电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥,直流电桥可以用于测电阻,交流电桥可 用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进 行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥,主要用于测量中等数值的电阻(101~106Ω)。对于太小的 电阻(10-6~101Ω量级),要考虑接触电阻、导线电阻,可考虑使用双臂电桥;对于大电 阻(107Ω级),要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表, 而实验室用检流计属于μΑ表,电桥的灵敏度要受检流计的限制。 1.惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R0、R1、R2、R x Array连成四边形,称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有 检流计,称为“桥”;四边形的另一对角线接上电源,称为 电桥的“电源对角线”。E为线路中供电电源,学生实验用 双路直流稳压电源,电压可在0-30V之间调节。R保护为较大 的可变电阻,在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计;当电桥接近平衡时取 最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小,主要目的在于保护检流计 和改变电桥灵敏度。

交流电桥的原理和应用

交流电桥的原理和应用 交流电桥是一种比较式仪器,在电测技术中占有重要地位。它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数;电容及其介质损耗;自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量,也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。 常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式,但因为它的四个臂是阻抗,所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。 【交流电桥的原理】 图1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中,四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成;电桥的电源通常是正弦交流电源;交流平衡指示仪的种类很多,适用于不同频率范围。频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计;音频范围内可采用耳机作为平衡指示器;音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器;也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪,有足够的灵敏度。指示器指零时,电桥达到平衡。 图1 交流电桥原理 一、交流电桥的平衡条件 我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中,四个桥臂由阻抗元件组成,在电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪,另一对角线ab 上接入交流电源。 当调节电桥参数,使交流指零仪中无电流通过时(即I 0=0),cd 两点的电位相等,电桥达到平衡,这时有 U ac =U ad U cb =U db 即 I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3 两式相除有 3 34 4221Z I Z I Z I Z I 1 当电桥平衡时,I 0=0,由此可得 I 1=I 2,I 3=I 4 所以 Z 1Z 3=Z 2Z 4 (1) 上式就是交流电桥的平衡条件,它说明:当交流电桥达到平衡时,相对桥臂的阻抗的乘

高中物理竞赛电路知识点讲解

高中物理竞赛电路知识点讲解 一.知识网络或概要 1、电流强度:t q I = ;I=nqvS 2、电阻定义式:I U R =(R 是由导体本身的因素决定,与加在导体两端电压及通过导 体的电流强度无关)。 3、电阻定律:S L R ρ = 4、电阻率与温度的关系:)1(0at t +=ρρ (a 为电阻率的温度系数,温度t 变化不大) 5、欧姆定律:R U I = (此式只适用于金属导电和均匀分布的电解液导电,对非线性元件(如灯丝、二极管等)和气体导电就不适用了。 6、电功和电热:IUt U It qU W =?== 焦耳定律:Rt I Q 2= 7、串联电路和并联电路: (1)串联电路:特点: ====321I I I I +++=321U U U U 等效总电阻: +++=321R R R R 电流分配规律:R U ∞ I R U R U R U ==== 33 2211 功率分配规律:R P ∞ 23 322 11I R P R P R P ==== (2)并联电路:特点: ===321U U U +++=321I I I I 等效总电阻: +++=3 211111R R R R 电流分配规律:R I 1 ∞ U R I R I R I ==== 332211 功率分配规律:R P 1∞ 2 332211U R P R P R P ==== 8、含源电路的欧姆定律 当导体内部有电源时,其电流与电压的关系服从另一规律,称为含源电路欧姆定律。

如图所示,电路中每一点都有稳定的电势,任意两点间都有稳定的电势差。假定电流方向为从a 到b ,则经过E 1后,电势降低E 1;经过E 2后,电势升高E 2。得含源电路的 欧姆定律为:b a U Ir E IR Ir E U =-+---2211 IR Ir Ir E E U U b a +++-=-2121 注意:(1)b a U U -就是表示从a 到b 电势降低的值。 (2)电路元件上的电势降的正、负符号规定。 当支路上电源电动势的方向(规定从电源的负极指向电源正极)和走向一致时,电源的电势降为电源电动势的负值(电源内阻视为支路电阻),反之取正值。 9、闭合电路欧姆定律 若图中的a 、b 两点用导线相连,则此电路称之为闭电路。按上述方法得: a a U Ir E IR Ir E U =-+---2211 02211=-+---Ir E IR Ir E 上式说明在电路中的任意一个闭合回路上,电势降的代数和等于零。 符号规定同上,只不过前述两点间的走向要改为闭合回路的绕行方向。 10、电动势 电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,用ε表示,其大小定义为非静电力把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功,即q W /非=ε,单位为伏(V )。 在闭合电路中,电源的电动势等于外电压(路端电压)与内电压之和。 11、输出功率 电源的输出功率是指通过外电路的电流强度I 与路端电压U 的乘积,即P 出=IU 。 r R r R R r R I P 4/)() (2 2 2 2 2 +-= += =εε出,当R=r 时,P 出有最大值即r R P m 442 2 εε= = 。 电源的效率是电源的输出功率与电源的总功率之比。 %100%100) (22?+=?+=r R R r R I R I η,因此当R 增大时,η提高,当R=r 时, 电源有最大输出功率,但效率仅为50%。 R b a E 1 r 1 E 2 r 2 I

电阻桥(惠斯通电桥)分析及应用

电阻电桥(惠斯通电桥)分析及应用 1. 电阻桥定义解释 惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路,这四个电阻分别叫做电桥的桥臂,惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化,单片机采集可变电阻两端的电压然后处理,就可以计算出相应的物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。其电路形式如下图所示。 在电桥中有三个电阻阻值是固定的分别为R1,R2,R3,第四个电阻是可变的为Rx,Rx发生变化时,图中B,D两点之间的电压发生变化,通过采集电压的变化就可以知道环境中物理量的变化,而从实现测量的目的。下面举例介绍电桥电路的计算方式。 2. 电阻桥相关计算

假设流过R1,R2桥臂的电流为I1,流过R3,Rx桥臂的电流为I2,电桥供电电压为VCC,如下图所示。 通过欧姆定律可以计算出每个电阻两端的电压。在R1和R2这两个桥臂上,R1,R2将VCC电压分压,R2电阻两端得到的电压即为V1;在R3和Rx这个桥臂上,R3,Rx将VCC电压分压,R3电阻两端得到的电压即为V2。下面分别用欧姆定律计算V1和V2。 流过电阻R1和R2的电流I1: R2两端的电压V1: 流过电阻R3和Rx的电流I2:

R3两端的电压: V1和V2的电压差: 由此可以看出: 1.如果4个电阻都相等,即R1=R2=R3=Rx,那么ΔV=0,即电桥处于平 衡状态; 2.Rx发生变化会导致△V发生变化; 3.电阻桥的应用 在实际使用中,我们通常将其中三个电阻值固定,而将另外一个电阻换成热敏电阻、压敏电阻、PT100等,这时候就可以用电桥来测物理量了。 如果将PT100接入电桥,随着环境温度的变化,PT100的阻值发生变化导致ΔV发生变化,将差分电压ΔV通过差分运放放大后进入单片机的AD采样,再对照PT100的电阻-温度对应表就可以知道当前环境的温度了。

T D数字电桥使用说明书

第1章准备使用 1.1开箱检查 1.2电源要求 1.3电源和保险丝选择 1.4周围环境 1.5使用测试夹具 1.6预热和连续工作时间 1.7仪器的其它特性 第2章面板说明 2.1前面板说明错误!未定义书签。 2.2后面板说明 2.3显示区域定义 第3章操作说明 3.1开机 3.2参数设定 3.3频率设定 3.4测试信号电压选择 3.5信号源内阻选择 3.6测量速度选择 3.7等效电路方式错误!未定义书签。 3.7.1设置串联与并联 3.7.2选择串联或并联方式 3.8量程设定 3.9开路清零 3.10短路清零 第4章基本性能指标 4.1测量参数 4.2等效方式 4.3量程

4.4 测试端方式 4-18 4.5 测试速度 4.6 基本精度 4.6.1 影响准确度的测量参数最大值、最小值 4.6.2 测量速度误差因子KS 4.6.3 测试电平误差因子KV 4.6.4 测试频率误差因子KF 4.7 测试信号频率 4.8 测试信号电平 4.9 输出阻抗 4.10 测量显示范围 4.11 清零功能 4.12 量程保持 公公司司声声明明:: 本说明书所描述的可能并非仪器所有内容,深圳中仪通公司有权对本产品的性能、功能、内部结构、外观、附件、包装物等进行改进和提高而不作另行说明!由此引起的说明书与仪器不一致的困惑,可我公司进行联系。

第1章准备使用 本章讲述当您收到仪器后必须进行的一些检查,以及在安装使用仪器之前必须了解和具备的条件。 1.1 开箱检查 感谢您购买和使用我公司产品,在您使用本仪器前请首先根据随机的装箱清单进行检查和核对。若有不符可尽快与我公司联系,以维护您的权益。 1.2 电源要求 (1)供电电压范围:198V~242V或99V~121V。 (2)供电频率范围:47.5 Hz~63 Hz。 (3)供电功率范围:≤20VA。 (4)电源输入相线L、零线N、地线E应与本仪器电源插头相对应。 (5)本仪器已经经过仔细设计以减少因AC电源端输入带来的杂波干扰,然而仍应尽量使其在低噪声的环境下使用,如果无法避免,请安装电源滤波器。——————————————————————————————————————警告:为了防止漏电对仪器或人造成伤害,用户必须保证供电电源的地线可靠接到大地。——————————————————————————————————————1.3 电源和保险丝选择 在接通仪器电源之前,请首先确认电源选择开关已经选择了正确的输入电源电压。电源选择如图1-1所示。 图1-1 输入电源选择 仪器出厂已配备了0.5A快熔保险丝,用户应使用本公司配备的保险丝或选用相同规格的保险丝。 1.4 周围环境 (1)请不要在多尘、多震动、日光直射、有腐蚀气体下使用。 (2)仪器正常工作时应在温度为0℃~40℃,相对湿度≤75%,因此请尽量在此条件下使用仪器,以保证测量的准确度。 (3)本仪器已经经过仔细设计以减少电源端的杂波干扰,然而仍应尽量使其在低噪声的环境下使用,如果无法避免,请安装电源滤波器。 (4)仪器长期不使用,请将其放在原始包装箱或相似箱子中储存在温度为5℃~

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