非平衡电桥工作原理课件.ppt

大学物理实验,直流非平衡电桥,编制：张平伟,直流非平衡电桥相对平衡电桥而言，在工程技术中应用更为广泛，比如有些电阻准确度要求不高，但需要连续快捷的测量，就要应用非平衡电桥。由于传感器的广泛应用，在非平衡电桥中，某一个臂或几个臂可以是传感元件，其阻值可随某一物理量的变化而相应改变，用非平衡电桥可以快速连续地测定其阻值的改变，因此可以得到该物理量的变化信息，从而完成一定的测量。本实验即应用非平衡电桥测量金属电阻的温度系数。,直流非平衡电桥,实验仪器,实验原理,实验内容,操作要点,数据处理,问题思考,项目,实验原理,1、非平衡电桥,调节4个电阻，使、两点间等电势，则电桥处于平衡态。若某一个臂或几个臂是传感元件，其阻值可随待测物理量的改变而变化，电桥处于非平衡态，此时、之 间 电势不相等。电势差的大小反映了电阻的变化情况。若在两点间接入电流计，则有电流流过。测量两点间的不平衡电压（或电流），即可了解电路中电阻的变化情况，从而获得待测物理量的变化。,2、非平衡电桥工作原理,3、非平衡电桥的工作特性,（1）输出电压灵敏度,零点电压灵敏度：,（2）非线性误差,定义,4、金属电阻温度系数,实验仪器,稳压电源,标准电阻箱（4个）,数字电压表,铜电阻样品,水银温度计,加热装置,实验内容之一,1、研究非平衡电桥特性,实验内容之二,2、测量铜电阻的电阻温度系数,在原电路中用铜电阻代替，将其置于加热装置中，在室温下调电桥平衡。然后加热铜电阻，每隔 5记录相应的 值，共测10个数据。用作图法和最小二乘法处理数据，进而求出铜的电阻温度系数。,操作要点,实验中的4个电阻箱，由于其仪器误差不一定一致，虽然4个电阻箱示值一样，但是实际阻值不一定相同，因此，组成电桥后，应适当调节，以使电桥达到平衡。,数据处理之一,1、研究非平衡电桥特性,作，由图中求出最大非线性误差 和零点灵敏度 D，与理论值比较。,数据处理之二,2、测量铜电阻的电阻温度系数,用作图法和最小二乘法处理数据，进而求出铜的电阻温度系数。,问题思考,本实验采用高内阻电压表测量UR来确定电阻的变化。试改用电流表测量IR 来测量电阻的变化。,结束,