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1、大学物理实验,直流非平衡电桥,黄敬宁老师,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。,直流非平衡电桥,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
2、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,电桥平衡时,实验中所用数字电压表内阻,且令,则：,有,近似的线性关系：,3、非平衡电桥的工作特性,（1）输出电压灵敏度,为零点电压灵敏度：,（2）非线性误差,定义,对于一定的 值，当电桥比率K比较大时，电桥的非线性误差D会比较小 。,实验仪器,稳压电源,电阻箱,数字万用表,电学实验板及插件、导线,实验内容,实 验 电 路,研究非平衡电桥特性,自组电桥,调节RX使电桥平衡，记录 此时的阻值RX0。万用表选择 最小直流电压档，细微
3、调节电 阻箱阻值，记录输出电压。,改变电阻箱阻值，观察输出 电压与RX的关系。,数据处理之一,1、研究非平衡电桥特性,做出,图线，由图解法算出输出特性 曲线过零点的切线斜率k。,可知零点灵敏度,操作要点,实验中的3个电阻，由于其存在误差，真实阻值与标称值并不会完全相等。因此，组成电桥后，应适当调节电阻箱，以使电桥达到平衡。,实验中要求出零点灵敏度，必须选好 合适的RX，一方面要考虑坐标纸的大小，另一方面要考虑输出电压测量值要有足够的有效数字。还要考虑尽量避免非平衡电桥输出非线性的影响。,数据处理要点,作图时要参考课本第一章第三节的规则 当电阻箱阻值改变不大时可以近似认为输出特性为直线，在直线两端取两特征点计算斜率即可，图解细则见课本第一章第三节。 实测零点灵敏度应该与理论值近似，相差过大者应该寻找错误产生的原因并改正。,教师检查项目,原始数据测量完毕后不得拆线或调整电源及其他元件参数。必须在指导教师检验数据后方能拆除电路并整理桌面。 学生应该记录实验时间和学号序号，便于老师批改和登记成绩。 实验报告应该当场处理数据并上交，时间来不及者要向指导教师同意且登记后带回（未当场按时完成者将影响报告成绩）。,
