惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的

2021-01-07 電子發燒友
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惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的

發表於 2017-12-20 17:25:13

　　惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。右圖所示是一個通用的惠斯通電橋。電阻R1，R2，R3，R4叫做電橋的四個臂，G為檢流計，用以檢查它所在的支路有無電流。當G無電流通過時，稱電橋達到平衡。平衡時，四個臂的阻值滿足一個簡單的關係，利用這一關係就可測量電阻。

　　惠斯通電橋的測量原理

　　

　　圖1是惠斯通電橋的原理圖。四個電阻R0、R1、R2、Rx連成四邊形，稱為電橋的四個臂。四邊形的一個對角線連有檢流計，稱為「橋」；四邊形的另一對角線接上電源，稱為電橋的「電源對角線」。E為線路中供電電源，學生實驗用雙路直流穩壓電源，電壓可在0-30V之間調節。R保護為較大的可變電阻，在電橋不平衡時取最大電阻作限流作用以保護檢流計；當電橋接近平衡時取最小值以提高檢流計的靈敏度。限流電阻用於限制電流的大小，主要目的在於保護檢流計和改變電橋靈敏度。

　　電源接通時，電橋線路中各支路均有電流通過。當C、D兩點之間的電位不相等時，橋路中的電流0≠gI，檢流計的指針發生偏轉；當C、D兩點之間的電位相等時，橋路中的電流0=gI，檢流計指針指零（檢流計的零點在刻度盤的中間），這時我們稱電橋處於平衡狀態。因此電橋處於平衡狀態時有：

　　

　　此式說明，電橋平衡時，電橋相對臂電阻的乘積相等。這就是電橋的平衡條件。 根據電橋的平衡條件，若已知其中三個臂的電阻，就可以計算出另一個橋臂電阻，因此，電橋測電阻的計算式為

　　

　　電阻R1、R2為電橋的比率臂，xR為待測臂，R0為比較臂，R0作為比較的標準，實驗室常用電阻箱。由（1）式可以看出，待測電阻xR由比率值K和標準電阻0R決定，比值K可以作成10n，這是成品電橋常用的方法。

　　檢流計在測量過程中起判斷橋路有無電流的作用，只要檢流計有足夠的靈敏度來反映橋路電流的變化則電阻的測量結果與檢流計的精度無關，由於標準電阻可以製作得比較精密，所以利用電橋的平衡原理測電阻的準確度可以很高，大大優於伏安法測電阻，這也是電橋應用廣泛的重要原因。

　　惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的

　　惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。

　　R1，R2是已知標準電阻；Rs是可變標準電阻；Rx是被測電阻B，D間接檢流計。接通電路後，檢流計一般不示零，說明B，D兩點電位不相等，通過調節Rs，使檢流計中無電流通過（IK=0），此時電達到平衡。

　　

　　電橋平衡的條件是B，D兩點電位相等，即I1R1=I2R2，IxRx=IsRs。

　　又因為I1=Ix，I2=Is。

　　所以Rx=R1Rs/R2。

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