惠斯通电桥测电桥原理

惠斯通电桥的测量原理_惠斯通电桥原理是怎样测电阻的

发表于 2017-12-20 17:25:13

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惠斯通电桥（又称单臂电桥）是一种可以精确测量电阻的仪器。右图所示是一个通用的惠斯通电桥。电阻R1，R2，R3，R4叫做电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。当G无电流通过时，称电桥达到平衡。平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。

惠斯通电桥的测量原理

惠斯通电桥的测量原理_惠斯通电桥原理是怎样测电阻的

图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R0、R1、R2、Rx连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为电桥的“电源对角线”。E为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V之间调节。R保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。

电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D两点之间的电位不相等时，桥路中的电流0≠gI，检流计的指针发生偏转；当C、D两点之间的电位相等时，桥路中的电流0=gI，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有：

惠斯通电桥的测量原理_惠斯通电桥原理是怎样测电阻的

此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻，因此，电桥测电阻的计算式为

惠斯通电桥的测量原理_惠斯通电桥原理是怎样测电阻的

电阻R1、R2为电桥的比率臂，xR为待测臂，R0为比较臂，R0作为比较的标准，实验室常用电阻箱。由（1）式可以看出，待测电阻xR由比率值K和标准电阻0R决定，比值K可以作成10n，这是成品电桥常用的方法。

检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用，只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化则电阻的测量结果与检流计的精度无关，由于标准电阻可以制作得比较精密，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。

惠斯通电桥原理是怎样测电阻的

惠斯通电桥（又称单臂电桥）是一种可以精确测量电阻的仪器。

R1，R2是已知标准电阻；Rs是可变标准电阻；Rx是被测电阻B，D间接检流计。接通电路后，检流计一般不示零，说明B，D两点电位不相等，通过调节Rs，使检流计中无电流通过（IK=0），此时电达到平衡。

惠斯通电桥的测量原理_惠斯通电桥原理是怎样测电阻的

电桥平衡的条件是B，D两点电位相等，即I1R1=I2R2，IxRx=IsRs。

又因为I1=Ix，I2=Is。

所以Rx=R1Rs/R2。

2金属热电阻的测量转换电路为什么选用三线制电桥测量电路 0 P

采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。

在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制，这种引线方法由于连接导线存在着引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此只适用于测量精度较低的场合。

在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的常用的引线电阻。