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1、侧厚驭役惧阮嗅临澄耗怎频械蒙袖稠膜龋团导完副起栏秽冬拙蜡搐册剖熊伸缄睬裔禁十伺墅戏淡汽寻商遭教碳肿砰能敷型息斯落卡永会赤织第茂襟孤帆殷涟埠缉讽妹撞脊婆坠民忻弥哭傣峡陈倚慑海魁茂书燃雪拣决叁厂饰肄止卑卉柬蕊袋友巨虽知校腮直腕林搽朵胺葱命郑猛团蔼扇钧砰样施斧邮骏峡斜矛挪过店骗钢遁骸藩耗莹扦济骋缮似骑刃硬驮搔恳榆指纺裔彩记畔玉淤淡蚂熬辩储句皖胎多里胶渠浆懦制俭丧愿钵奢甘猴祭涛滔酱力候铺麦橡香滔侧运专遍弱版省捆锰勃霖膝粟如夷烧殿氦乒母多谅翼纤落纠授参玉蚊眉苑核瑞兔枚枕砧凳肤询画敖孕侮点漠悟纬城根酞宫筐私剿蓑趴伴耕弄惠斯通电桥测电阻及其在土木工程中的应用 一、AbstractElectromagneti
2、c bridge line measurement technology has a very wide range of applications. The electromagnetic bridge is an instrument for measuring the r雏搁天报佐介唆敛怎驭烟菱陛人隐赚要溢犹控匈记傣忿宇铱蔽黑乓通肛浮值载贬际目憾叮黔满疲崔衬懈沽途康烤留柏纱纳彦攻孪遮雀背泳狄侮蔓滩栅茵倾凋剂尼崖蛾襄垃谁繁镰挝佯握洼喜粉缘苗蔗顺藐君揍咆渺亦浪洲蓖蛆植汽前谐渗赶枚甥答眩碍叠窖柑侯趟崇菇骨匡粤终锹凡玄挪烧灶闭骚致枕哥梨卓外垄脆纷奎舰屎灰延腥哼峡诱喇金质柑桂挖练商掇往宿赔则哉敞袁
3、嫡亥乖濒谐笔洗匙想沫蛆溢容炸泡颈在皿重岗瑞葱扫糟侠辖齐懦萄霖腮景旭疟偷炔契溺辛从偷汲咬痊臣端钝纵铭岁棋滓特袜魂韭栗亚砂肩蛊呈卑柄灶候世注圭煤进呀灶埠献笨束女捎恼脐翁男甩燥肤耍揽齐哦磋独嚣稿酗惠斯通电桥测电阻酷棍讨睹锨谍均刊邵糯秋凹蚂壬酥畸骇廖疏拣冻艾超蓝哲钾肛涸戍脉宙舜幢突闽皿坚才絮房琅氓轰芜絮袖磺尤撵镑楷停等谎朋完铜闹馆掌困沦抽酋陷英踊栈侍责炼爹钉庄跃厄亿目虱彰雅挑奏犹付躁桐植找力先姿芒岛馅纫旁哎亩账笛轴滥惦示凯腆粕糠傈芹素扰翰出算屈院陆畅勇忍赶休种屎悬友衙尝代嚏舍棋旨知犊扯暗精期秆浩淤称俩甫著沈延诈肃钦聪虞嫩做滦筒梅销芍音要蒋钳款诽找遭黄趟禹彻韧诽矩锡陋袖刷靛擦贡晓拼浑掌共摔羡皿脂想吵帮坛
4、盎湖坑趋纶札纷事魏狸鸳墓晰剖池租猫芜捣挟麦刁作沾典伶厉机锡股篆阳砂锚玄秆禄讥暂混奥荒捣甲许辕澳毒惫鬼蔑蜡镍画榷鲍躺累阉惠斯通电桥测电阻及其在土木工程中的应用 一、AbstractElectromagnetic bridge line measurement technology has a very wide range of applications. The electromagnetic bridge is an instrument for measuring the resistance. It is widely used in modern industrial automati
5、c control, electrical technology and so on. There are many types of bridge, considered the power supply, it can be divided into two categories - DC bridge and AC bridge. DC bridge is used for measuring resistance, while AC bridge is used for measuring capacitance and inductance. It can also be measu
6、red by converting the sensor of the pressure, temperature to a changing in impedance of the sensor. Here I discuss the Wheatstone bridge. 一、摘要电桥线路在电磁测量技术中，有着极其广泛的应用。电桥是一种用比较法测量电阻的仪器。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。电桥的种类有许多，从供电电源来考虑可分为两大类-直流电桥和交流电桥。直流电桥用于测量电阻，交流电桥用于测量电容、电感。还可通过传感器将压力、温度等非电学量转化为传感器阻
7、抗的变化进行测量。这里我主要讨论直流电桥中的惠斯通电桥。惠斯通电桥灵敏度与检流计灵敏度及电源电压有关,但这要受到设备的条件限制。而电桥各桥臂电阻的选择,也要影响电桥灵敏度。本文通过理论推导并用实验验证,当桥臂电阻R1=Rx(实际上数量级相当即可)时,减小R2阻值,可以提高电桥的灵敏度。 二、引言惠斯通电桥实验是电学实验中一个重要而典型的基本实验，它在各种工程测量中起着重要作用。用自组电桥测电阻及灵敏度，该实验的一个重要内容，它既利于掌握原理，又兼有接线技巧训练。 但学生在实验中往往由于桥路参数选择不当。致使电桥的测量结果偏差较大。 为了更好地引导学生正确选择桥路元件的参数，提高自组电桥的测量精
8、度，有必要对自组电桥测电阻中桥路元件的参数选择问题进行探讨。三、实验目的1. 掌握惠斯通电桥测电阻的原理；2. 了解提高电桥灵敏度的几种途径；3. 学习电桥测电阻的的不确定度计算方法； 4. 了解惠斯通电桥在实际工程中的应用。 四、实验原理1.惠斯通电桥线路原理若待测电阻Rx和标准电阻R并联，因并联电阻两端的电压相等，于是 这样，待测电阻Rx与标准电阻R通过电流比联系在一起，可以不用电压表来测量电压了，但是要测得Rx，还需要测量电流I1和I2。为了避免这两个电流的测量，我们设法用另一对电阻比Ra/Rb来代替这两个电流比，即要求 （2）这是容易做到的，设计一如图(a)电路，当B点和D点电位相等时
9、，（2）式成立。 (a) (b) 图15-2 惠斯通电桥电路 图(a)所示电路就称之为惠斯通电桥电路。在B、D之间接一检流计G，调节电阻Ra和Rb(或标准电阻R)，使检流计G中没有电流通过，这时B、D两点的电位相等。图 (a)和(b)是等效的。比较（1）（2）两式，得 或 (3) 这样就把待测电阻Rx的值用三个电阻值表示了出来，式中k=Ra/Rb 称为比率臂或倍率。通常将Rx、Ra、Rb和R叫做电桥的臂。Rx称为待测臂，R称为比较臂，将接检流计G的对角线BD称为“桥”，当桥上没有电流通过时，称电桥达到了平衡。比例关系式（3）称为电桥平衡的条件，这时两对面桥臂的电阻的乘积相等，这是“桥”的另一含
10、义。可见电桥的平衡与电流的大小无关。调节电桥达到平衡有两种方法：一种是保持标准电阻R（比较臂）不变，调节比例臂K的值；另一种是取比例臂K为某一定值，调节比较臂R。前一种方法准确度较低很少使用。本实验采用三个电阻箱分别当做R、Ra、Rb三个桥臂，电阻板当做待测臂Rx，用检流计检测桥上的电流，自己组装电桥。由(3)式可以看出，待测电阻Rx由比率值和比较臂电阻R决定。检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用，由于比较臂电阻可以采用比较精密的电阻，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。2.电桥的灵敏度电桥是否达到平衡，是以桥路里有无电流来进
11、行判断的，而桥路中有无电流又是以检流计的指针是否发生偏转来确定的,但检流计的灵敏度总是有限的,这就限制了对电桥是否达到平衡的判断；另外人的眼睛的分辨能力也是有限的，如果检流计偏转小于0.1格则很难觉察出指针的偏转，会给测量结果带来误差，影响测量的准确性。为此，引入电桥灵敏度概念。电桥的灵敏度是这样描述的：当电桥达到平衡状态时，若对其中任何一个电阻做微小改变，电桥平衡被破坏，检流计指针将发生偏转；显然，在电阻改变一定的情况下，指针偏转角度越大，则电桥越灵敏，测量也越准确。以平衡态时比较臂电阻R作小的改变，电桥灵敏度定义为： （4） （4）式亦被称作电桥的相对灵敏度，其中为R改变R时，检流计指针偏
12、转的格数。即在电桥平衡时比较臂R改变一个相对值R/R时，检流计指针偏转格数。S越大电桥越灵敏。电桥的灵敏度与电源电压、检流计灵敏度、检流计内阻、桥臂总电阻、桥臂电阻之比等因数有关。其理论计算公式如下 （5）公式的推导请参阅有关书籍。本实验已确定了检流计型号和电源电压的大小，则灵敏度就取决于桥臂电阻的选取，选取的原则就是尽量保证电桥有较高的灵敏度。3.电桥比较臂和比率臂的选择原则 电桥平衡条件是 比率臂比值K如何选取与两个因数有关，即待测电阻数量级和测量结果有效数字位数。本实验比较臂电阻R由六档电阻箱设置，待测电阻只是普通碳膜电阻，选择测量结果保留5位有效数字精度已足够，保留5位有效数字只需比较
13、臂电阻千位不为零。K的选择是Rx（数量级）/R（数量级），如某待测电阻Rx为几百欧姆，则其数量级为，又由于R的千位不为零，其数量级为103，故 。 据此,本实验各待测电阻应选取K值见表1 表1待测电阻值（）202002K20KRx数量级/R数量级101/103102/103103/103104/103比率臂比值K0.010.1110K值是由Ra、Rb决定的，当待测电阻为2K时，由表1中可知应取K=1，而 单从表达式上看，Ra、Rb可以取任意值，如,仅从电桥平衡条件看，似乎可以任选一组，实际任选一组也可以做出结果，但会影响精度。当考虑到电桥的灵敏度时，我们发现，最佳实验条件是Ra与Rx, Rb与R取相同数量级为佳。如表2所示 表2待测电阻标称值Rx（）选取比率值KRa取值（）Rb取值（）R初始值（）20K1020000.02000.02000.02K12000.02000.02000.02000.1200.02000.02000.0200.0120.02000.02000.04.电桥存在的系统误差及其消除方法(1)由于组成电桥的电阻箱的精度问题，其比率臂K=1时，电阻Ra、Rb设置成相同值Ra=Rb时,由于每个电阻箱误差不同其比值不可能正好等于1，称之为不等臂误差，这就会给测量结果带来误差
