电桥电路图原理
电桥工作原理:
当被测量发生变化时,会使得感应电阻的阻值发生变化,从而打破电桥平衡,使得检流计不再为零或Uab电压不再为零,此时Uab电压的大小与被测量变化相对应,通过建立电压Uab与被测量的数据对应表,从而得到相应的测量值。
电桥电路的认识:
1、电路组成
由四个电阻组成的四边形电路结构,每一个电阻称为一个桥臂,其中,这四个电阻中会有一个特殊电阻用于感应被测量的变化。
2、电桥特点 当检流计接于A、B两点显示为零时(或=0),电桥处于平衡状态,此时电桥对臂电阻乘积相等,即R1xR4=R2xR3。
3、电桥电路的应用
电桥是一种具有高灵敏度和准确度的测量电路,利用电桥平衡的原理,不仅可以测电阻,也可测电容、电感,并且可以通过这些物理量的变化间接测量非电学量,例如温度、压力、质量、速度等,因此电桥电路在自动化控制中有着广泛的应用。
2024-09-01 广告
电桥工作原理:
当被测量发生变化时,会使得感应电阻的阻值发生变化,从而打破电桥平衡,使得检流计不再为零或Uab电压不再为零,此时Uab电压的大小与被测量变化相对应,通过建立电压Uab与被测量的数据对应表,从而得到相应的测量值。
电桥电路的认识:
一般地,被测量者的状态量是非常微弱的,必须用专门的电路来测量这种微弱的变化,最常用的电路就是各种电桥电路,主要有直流和交流电桥电路。
电桥电路的作用:把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出,然后提供给放大电路放大后进行测量。
单臂工作:电桥中只有一个臂接入被测量,其它三个臂采用固定电阻;双臂工作:如果电桥两个臂接入被测量,另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥,又称为半桥形式;全桥方式:如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。
一般地,被测量是非常微弱的,必须用专门的电路来测量这种微弱的变化,最常用的电路就是各种电桥电路,主要有直流和交流电桥电路。
电桥电路的作用:把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出,然后提供给放大电路放大后进行测量。
1、 原理:已知R0,电源,伏特表。
由伏特表测出RX上电压UX及总 UX U
电压U, 由分压关系可得:
RX=UR0/(U—UX)
处理:1)当调节R0使UX恰好为U一半时,RX=R0;
2)多测几组,计算出RX,然后再取平均;处理方法可由图象法:
由上式可得出 ;即1/UX和R0的图线为直线,从图象中求出斜率,这样可得出RX。
2、 误差分析:
伏特表内阻、电源内阻影响;
接触电阻、仪表的精确度。
3、 例题:
有一6伏的稳压电源、电阻箱、滑动变阻器、伏特表(0—6伏,内阻末知)
试用分压法测出伏特表的内阻。并画出实验装置图。
4、 练习:
(1) 若在上题中,以UV代表伏特表上电压, 1/UV (V-1)
R0表示电阻箱的电阻;为了减小误差某同学进
行了多次测量,并绘出如下的图象,由图可知:
在实验中 数据是错误的;该伏特表
的内阻为 KΩ。
R0(KΩ)
二、 用伏安法测电阻:
1、 原理:根据欧姆定律R=U/I。
处理方法:多次测量取平均值,绘图。
2、 误差分析:
(1) 安外法:
(2) 安内法:
3、 选择的基本依据:
4、 思考:若实验中没有安培表(或没有伏特表),但有一已知电阻。则如何进行电阻测量。试画出实验电路图;并简要说明如何进行测量。
三、 半偏法测电阻: R0
1、 原理:
按图所示若I1=I/2,则RX=R0。 RX
思考:当调节R0,使I1=I/2的过程中I是否发生
变化,为什么?
2、此实验是否一定要知道I1和I的数值,若安培表没有示数,只有刻度格,怎样才能测量RX。
3、 例题:
有一稳压电源、电阻箱、滑动变阻器、两个相同的微安表(表盘上均只有刻度线,没有数值)导线、开关。试设计一实验测出其中一个微安表的内阻大小。
4、练习:
(1)从下列器材中选出适当的实验器材,设计一电路测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材:A、电流表A1(量程10mA,内阻约40Ω待测) B、电流表A2(量程500μA,内阻750Ω) C、电压表V(量程10V,内阻10Ω) D、电阻R1,阻值约100Ω,作保护电阻用 E、滑动变阻器R2,总阻值约50Ω
电源,电动势为1.5V,内阻很小 G、开关和导线
10、画出电路图,标出所用器材的代号;
20、若选用测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为 ,式中各符号的意义是 。
(2)做电学实验时需要测定约0.5A的电流,但实验室只有一个量程是0.3A的电流表,如果手边有12V学生电源、0—50Ω的滑动变阻器、电炉丝以及导线和开关,有什么简单办法可以把电流表的量程临时近似地改为0.6A的量程。
四、 替代法测电阻:
1、 原理:
如图所示,当K扳到A时电流表的示数为I, R0 K
再将K扳到B时,调节R0(电阻箱)的电阻, RX
使电流表示数仍为I,即RX=R0。
2、 误差:
3、 例题:
现有一阻值为10.0Ω的定值电阻,一个开关,若干根导线和一个电压表,该电压表表盘上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约几欧姆):
(1) 在下边方框中画出实验电路图;
(2) 简要写出实验步骤;
(3) 写出用测得的量计算电源内阻的表达式r= 。
4、 练习:
某同学用以下器材测量电阻:①电流表、②电阻箱、③单刀双掷开关、④待测电阻、⑤电源、⑥限流电阻。如图,实验方法是利用单刀双掷开关分别将电阻箱和待测电阻接入电路,用电阻替代法测待测电阻的方法来测定测量电阻的阻值。(1)连接好实物图;
(2)本实验中开关应先接通的是
含有 的电路;用开关变换电
路,调节电阻箱时应使两次测量的
大小相等,这时待测电阻
的阻值可以从 上读出。
五、 平衡电桥法:
1、 原理; R1 R3
如图电路中,当G表头的示数为零时, R2 R4
有R1/R2=R3/R4
2、 误差:
3、 例题:
在平衡电桥法测电阻时,如上图,已知R1为10Ω,R2为4Ω,R3为电阻箱当调节到某一数值时G的读数恰好为零,此时电阻箱阻值为6.4Ω,则待测电阻R4为多少?
4、 练习:
试用两种方法证明平衡电桥的条件是R1/R2=R3/R4。
六、 电压补偿法测电阻:
1、 原理:
如图:当调节两滑片使G为零,即下电路中电流
不会通过V表,即A测量的恰好是通过电阻的电
流,而V测量的是R上电压。这样就可以准确地
计算R的阻值。
用电势相等知识分析V测量的是R上的电压。
2、 扩展和应用:
试用电压补偿法测电源的电动势;因把伏特表直接接到电源两端时,由于电源内阻的影响使测量值比电动势偏小,而采用电压补偿法就能较准确的测量。
七、欧姆表测电阻:
八、特殊方法测电阻: