非平衡电桥的应用
实验目的:
1. 学习非平衡电桥的工作原理;
2. 学习和掌握非平衡电桥的应用;
3. 学习一些传感器的工作原理和不同的测量电路.
实验原理:
1.非平衡电桥的工作原理
如图1所示,在惠斯顿电桥中:为稳压电源,和为固定电阻,为可变电阻,为电阻型传感器,为电桥输出电压.当 时,电桥处于平衡状态,此时有
(1)
当时,电桥处于不平衡状态,则有
在一定条件下,调整电桥达到平衡状态.由(1)式可见,此时电桥的平衡状态与电源无关;当外界条件改变时,传感器的阻值会有相应的变化,这时电桥平衡被破坏,桥路两端的电压也随之而变,由
于桥路的输出电压能反映出桥臂电阻的微小变化,因此通过测量输出电压即可以检测外界条件的变化.这种在非平衡条件下工作的电桥称为非平衡电桥,这样的测量方法为非电量电测法.
2.测量电路介绍
如采用电阻式传感器作为被测对象,传感元件的引出线有以下几种方式:二线制、三线制和四线制.采用二线制接法(图1),虽然导线电阻会给测量带来影响,但在测量精度要求不高、测量仪器与被测传感元件距离较近时,常采用二线制.但如果金属电阻本身的阻值很小,那末引线的电阻及其变化也就不能忽视,例如对于Pt100铂电阻,若导线电阻为1 Ω,将会产生2.5 ℃的测量误差.为了消除或减少引线电阻的影响,通常的办法是采用三线联接法加以处理,如图2所示.工业热电阻目前大多采用的都是三线制接法.
…… …… 余下全文