惠斯通电桥

原理

1.图中R1、R2、Rs和Rx(待测电阻)是电桥的四个臂,一般称R1、R2为比例臂电阻,Rs为比较(或调节)臂。当检流计
指针无偏转,电桥平衡时有:


上式称为电桥的平衡方程。只要选择合适的R1、R2,调节Rs使电桥平衡,即可计算出待测电阻Rx。

2.交换测量    若在上述电桥平衡后,将比例臂R1和R2交换位置,调节Rs可使电桥再次达到平衡,若此时比较臂电阻为Rs′,则有:


这种测的方法叫交换测量法。其优点是:在比例臂R1和R2为未知时,采用交换法可方便地测出Rx的电阻值;xx了比例臂电阻R1和R2的不准确带来的系统误差,使测量结果误差减小。

平衡时,检流计所在支路电流为零,则有,(1)流过R1和Rx的电流相同(记作I1),流过R2和Rs的电流相同(记作I2)。(2)b,d两点电位相等,即Ub=Ud。因而有

I1R1=I2R2;3个阻值已知,便可求得第四个电阻。测量时,选择适当的电阻作为R1和R2,用一个可变电阻作为Rx,令被测电阻充当Rs,调节Rx使,而且可利用高灵敏度的检流计来测零,故用电桥测电阻比用欧姆表xx。电桥不平衡时,G的电流IG与R1,R2,Rs,Rx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”,其作用而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原则上的区别。利用电桥还可测量一些非电学量。


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