非平衡電橋的原理和應(yīng)用

1、非平衡電橋的原理和應(yīng)用非平衡電橋的原理和應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握非平衡電橋的工作原理以及與平衡電橋的異同2、掌握利用非平衡電橋的輸出電壓來(lái)測(cè)量變化電阻的原理和方法3、學(xué)習(xí)與掌握根據(jù)不同被測(cè)對(duì)象靈活選擇不同的橋路形式進(jìn)行測(cè)量4、掌握非平衡電橋測(cè)量溫度的方法，并類推至測(cè)其它非電量二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理(一)非平衡電橋的原理圖見圖1圖一非平衡電橋在構(gòu)成形式上與平衡電橋相似，但測(cè)量方法上有很大差別。平衡電橋是調(diào)節(jié)R3使I0=0，從

2、而得到，非平衡電橋則是使R1、R2、R3保持不變，RX變化時(shí)則U0變化。再根據(jù)U0與RX的函數(shù)關(guān)系，通過檢測(cè)U0的變化從而測(cè)得RX，由于可以檢測(cè)連續(xù)變化的U0，所以可以檢測(cè)連續(xù)變化的RX進(jìn)而檢測(cè)連續(xù)變化的非電量。(二)用非平衡電橋測(cè)溫度方法熱敏電阻具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，電阻值隨溫度升高而迅速下降，這是因?yàn)闊崦綦娮栌梢恍┙饘傺趸锶鏔e3O4、MgCr2O4等半導(dǎo)體制成，在這些半導(dǎo)體內(nèi)部，自由電子數(shù)目隨溫度的升高增加得很快，導(dǎo)電能力很快增

3、強(qiáng)；雖然原子振動(dòng)也會(huì)加劇并阻礙電子的運(yùn)動(dòng)，但這種作用對(duì)導(dǎo)電性能的影響遠(yuǎn)小于電子被釋放而改變導(dǎo)電性能的作用，所以溫度上升會(huì)使電阻值迅速下降。熱敏電阻的電阻溫度特性可以用下述指數(shù)函數(shù)來(lái)描述：（11）式中A為常數(shù)。B為與材料有關(guān)的常數(shù)，T為絕對(duì)溫度。為了求得準(zhǔn)確的A和B，可將式（11）兩邊取對(duì)數(shù)（12）用非平衡電橋進(jìn)行線性化設(shè)計(jì)的方法如下：在圖一中，R1、R2、R3為橋臂測(cè)量電阻，具有很小的溫度系數(shù)，Rx為熱敏電阻，由于只檢測(cè)電橋的輸出電壓，

4、故RL開路，這時(shí)（13）TBTeAR?TBlnAlnRT??3R1R2RRX??ER1R2R3RxI0RLU0ERRRRxRRU???????????311220各溫度點(diǎn)的電阻值，以提高準(zhǔn)確度。3、根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制lnRT―1T曲線，并求得A=0.0233和B=3845。4、選取T1=313K（即40℃），m=10mVK（10mV℃），λ=400mV5、由（19）式確定E=1047mv；由（20）式求得R3R1=26.36；由（21）

5、式求得R2=3542；選取R1為R250~R210范圍內(nèi)的某一確定值R1=354.2；得R3=9337；6、按R1、R2、R3、E的確定值接入電路，在設(shè)定的溫度測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量U0與t的關(guān)系并記錄。7、對(duì)測(cè)得的U0―t關(guān)系作圖并直線擬合，以檢查該溫度測(cè)量系統(tǒng)的線性和誤差。測(cè)量序數(shù)123456789t(℃)30.035.040.045.050.055.060.065.070.0U0(mv)31135840045550956161466772