非平衡电桥.doc

单臂输入时电桥的电压输出特性
如图所示是惠斯登电桥的基本电路。当电桥平衡时,
,电路中A、
此时使一个桥臂的电阻(如)增加很小的电阻,即
,则电桥失去平衡,电路中A、B两点间存
在一定的电势差。该电势差即为电桥不平衡时的输出电
压。
若电桥供电电源的电压为,根据串联电阻分压原理,并以电路中C点为零电势参考点,则电桥的输出电压为:
(8-1)
令电桥比率,根据电桥平衡条件:,则当<<时,略去分母中的微小项,有:
(8-2)
定义为电桥的输出电压灵敏度,则有:
(8-3)
由(8-2)式可知:当<<1时,非平衡电桥输出电压与成线性关系。由(8-3)式可知:电桥的输出电压灵敏
度由选择的电桥比率K及供电电源电压决定。电桥供电电压一定,当K=1时,电桥输出电压灵敏度最大,且为:
.
双臂输入时电桥的电压输出特性

在惠斯登电桥电路中,若相邻臂内接入两个
变化量相同而变化量符号相反的可变电阻,这种
电桥电路称为半桥差动电路.
对于半桥差动电路,若电桥开始时是平衡的,
则
在对称情况下
,
.
则半桥差动电路输出电压为:

电桥的输出电压灵敏度为:

可见,半桥差动电路的输出电压灵敏度比单臂输入时的最大电桥电压灵敏度提高了一倍.


在惠斯登电桥电路中,若相邻臂内接入两个
变化量相同而变化量符号相反的可变电阻,这种
电桥电路称为半桥差动电路.
对于半桥差动电路,若电桥开始时是平衡的,
则
在对称情况下
,
.
则半桥差动电路输出电压为:

电桥的输出电压灵敏度为:

可见,半桥差动电路的输出电压灵敏度比单臂输入时的最大电桥电压灵敏度提高了一倍.
四臂输入时电桥的电压输出特性

在惠斯登电桥电路中,若电桥的四个臂均采用可变
电阻,即将两个变化量符号相反的可变电阻接入相邻桥
臂内,而将两个变化量符号相同的可变电阻接入相对桥
臂内,这种电桥电路称为全桥差动电路。
对于全桥差动电路,通常采用对称元件,
,
且
。
可以证明,全桥差动电路的输出电压为:

电桥的输出电压灵敏度为:

故障分析
:
(1) 稳压电源的正负极是否接反,其中红色接线柱是正极,黑色接线柱是负极。开关是否打开,是否把输
。
(2) 电压表应水平放置,接通电源之前要先进行机械调零,正负极是否接反,量程是否选择正确。
(3) 电阻箱应接最左边和最右边两个接线柱,是否有按实验操作的要求预置阻值。
(4) 数字多用表的正极接电路中的A点,负