非平衡電橋的原理和應用

1、非平衡電橋的原理和應用非平衡電橋的原理和應用一、實驗目的一、實驗目的1、掌握非平衡電橋的工作原理以及與平衡電橋的異同2、掌握利用非平衡電橋的輸出電壓來測量變化電阻的原理和方法3、學習與掌握根據(jù)不同被測對象靈活選擇不同的橋路形式進行測量4、掌握非平衡電橋測量溫度的方法，并類推至測其它非電量二、實驗原理二、實驗原理(一)非平衡電橋的原理圖見圖1圖一非平衡電橋在構(gòu)成形式上與平衡電橋相似，但測量方法上有很大差別。平衡電橋是調(diào)節(jié)R3使I0=0，從

2、而得到，非平衡電橋則是使R1、R2、R3保持不變，RX變化時則U0變化。再根據(jù)U0與RX的函數(shù)關系，通過檢測U0的變化從而測得RX，由于可以檢測連續(xù)變化的U0，所以可以檢測連續(xù)變化的RX進而檢測連續(xù)變化的非電量。(二)用非平衡電橋測溫度方法熱敏電阻具有負的電阻溫度系數(shù)，電阻值隨溫度升高而迅速下降，這是因為熱敏電阻由一些金屬氧化物如Fe3O4、MgCr2O4等半導體制成，在這些半導體內(nèi)部，自由電子數(shù)目隨溫度的升高增加得很快，導電能力很快增

3、強；雖然原子振動也會加劇并阻礙電子的運動，但這種作用對導電性能的影響遠小于電子被釋放而改變導電性能的作用，所以溫度上升會使電阻值迅速下降。熱敏電阻的電阻溫度特性可以用下述指數(shù)函數(shù)來描述：（11）式中A為常數(shù)。B為與材料有關的常數(shù)，T為絕對溫度。為了求得準確的A和B，可將式（11）兩邊取對數(shù)（12）用非平衡電橋進行線性化設計的方法如下：在圖一中，R1、R2、R3為橋臂測量電阻，具有很小的溫度系數(shù)，Rx為熱敏電阻，由于只檢測電橋的輸出電壓，

4、故RL開路，這時（13）TBTeAR?TBlnAlnRT??3R1R2RRX??ER1R2R3RxI0RLU0ERRRRxRRU???????????311220各溫度點的電阻值，以提高準確度。3、根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制lnRT―1T曲線，并求得A=0.0233和B=3845。4、選取T1=313K（即40℃），m=10mVK（10mV℃），λ=400mV5、由（19）式確定E=1047mv；由（20）式求得R3R1=26.36；由（21）

5、式求得R2=3542；選取R1為R250~R210范圍內(nèi)的某一確定值R1=354.2；得R3=9337；6、按R1、R2、R3、E的確定值接入電路，在設定的溫度測量范圍內(nèi)測量U0與t的關系并記錄。7、對測得的U0―t關系作圖并直線擬合，以檢查該溫度測量系統(tǒng)的線性和誤差。測量序數(shù)123456789t(℃)30.035.040.045.050.055.060.065.070.0U0(mv)31135840045550956161466772