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惠斯通电桥实验思考题当电桥达到平衡后,互换电源与检流计的位置,电桥是否仍保持平衡?为什么?

网友发布 2023-05-17 14:11 · 头闻号仪器机械

仍然是平衡的,电桥平衡条件是四个桥的电阻满足比例关系:如左图

Ra:Rb = Rc:Rd。

电源和电流计互换,如右图,只要满足Rb:Rd = Ra:Rc即可,而这显然是比例的基本性质,可以轻易得出。

扩展资料:

惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路,这四个电阻分别叫做电桥的桥臂,惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化,单片机采集可变电阻两端的电压然后处理,就可以计算出相应的物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。

电桥不平衡时,G的电流IG与R1,R2,R3,R4有关。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值,因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。

在不平衡电桥中,G应从“检流计’改称为“电流计”,其作用不是检查有无电流而是测量电流的大小。可见,不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有区别。利用电桥还可测量一些非电学量。

——惠斯通电桥

慧斯顿电桥电路图和工作原理

电桥分单臂电桥和双臂电桥,主要用于测量各类带有电感特性设备的直流电阻测试,特别适用于大型电力变压器、互感器的直流电阻的测量;测量简单、迅速、操作一目了然。它是一种电阻测量工具。

电桥的使用

电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。由于它测量准确,方法巧妙,使用方便,所以得到广泛应用。电桥电路不仅可以使用直流电源,而且可以使用交流电源,故有直流电桥和交流电桥之分。

直流电桥主要用于电阻测量,它有单电桥和双电桥两种。前者常称为惠斯登电桥,用于1~106Ω范围的中值电阻测量;后者常称为开尔文电桥,用于10-3~1Ω范围的低值电阻测量。

测量电桥的基本特性

相邻桥臂的电阻有大小相等、符号一致的变化,或相对桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化,不影响电桥的输出。

相邻桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化,或相对桥臂的电阻有大小相等、符号一致的变化,则电桥的输出加倍,即电桥的灵敏度提高为原来的两倍。

若相邻桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化,而相对桥臂的电阻有大小相等、符号相同的变化,则电桥的输出将增加三倍,即电桥的灵敏度提高为原来的四倍

电桥使用方法

1、在电桥背面电池盒内按极性装入6节R20型和3节6F22型干电池。当电桥工作电源采用外接时,内装R20型电池应全部取出;

2、将指零仪电源开关拨至“通”位置,5分钟后调节“调零”旋钮,使指针指“0”。将倍率盘和测量盘来回旋转数次,以使开关、滑盘接触良好;

3、将被测电阻,按四端钮法接入电桥的C1 、P1、P2、C2接线柱,其中AB之间为被测电阻。测量01Ω以下电阻时,测量用连接导线电阻应不大于001Ω;

4、估计被测电阻值大小,适当选择倍率盘和测量盘,按下“G”“B”按钮,同时调节测量盘,使指零仪重新指零,此时电桥平衡,被测电阻Rx为Rx=倍率×测量盘的示值;

5、指零仪灵敏度开始时应放在较低位置,电桥初步平衡后再提高,这样既能缩短测量时间又可防止指零仪指针的损坏

图1中,R1=R2=R3=R4=5kΩ,激励电压(Vex)为10V。这样,在空载条件下,对“电桥”进行计算可得:V1=Vex(R2/(R2+R1)),V1=5VV2=Vex(R3/(R3+R4)),V2=5V所以:V=V1-V2=5V-5V=0V变送器输出就是电桥两个输出端的电压差(ΔV)。假定有某个激励加在电桥的4个活动臂上,并使得R1和R4的值有所增加,同时R2和R3的值有所减少;此时若取:R1=R4=5001Ω,R2=R3=4999Ω,Vex=10V,那么可得:V1=5.001V� V2=4.999V,实际上,人们所关心的信号是:ΔV=V1-V2=2mV。因此,通过对共模电压(CMV)进行计算可知:即便电桥不平衡,共模电压(CMV)仍然等于(V1+V2,/2=5V。理想情况下,此电路的输出是:Vo=ΔV· Gain。上述计算表明,在有大的共模信号时,测量一个微弱的电压信号比较困难;而ΔV(以mV为单位)则可通过测量两个较大的电压信号V2与V1来获得,这两个电压均可在伏特级。

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