实验七非平衡电桥的应用 非平衡电桥往往和一些传感元件配合使用.某些传感元件受外界环境（压力、温度、 光强等)变化引起其内阻的变化，通过非平衡电桥可将阻值转化为电流输出，从而达到观 察、测量和控制环境变化的目的. 本实验所用到的传感元件有：铜电阻、热敏电阻、Pt电阻和光敏电阻等，它们的阻值 会随着温度或光强的变化而变化 【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：E为稳压电源，R和R2为固定电阻，R为可变电阻，R 为电阻型传感器，Uo为电桥输出电压.当Uot=0时，电桥处于平衡状态，此时有 R R=RR (1) 当U≠0时，电桥处于不平衡状态，则有 Um=E× R Rp-R2R (2) (R+R)×(R1+R2) 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R,会有相应的变化，这时电桥平衡被破坏，桥路两端的 电压Uo也随之而变，由于桥路的输出电压Uo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， R 3 图1电桥的二线制接线电路 图2电桥的三线制接线电路 -41-实验七 非平衡电桥的应用 非平衡电桥往往和一些传感元件配合使用．某些传感元件受外界环境（压力、温度、 光强等）变化引起其内阻的变化，通过非平衡电桥可将阻值转化为电流输出，从而达到观 察、测量和控制环境变化的目的． 本实验所用到的传感元件有：铜电阻、热敏电阻、Pt 电阻和光敏电阻等，它们的阻值 会随着温度或光强的变化而变化． 【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：E为稳压电源，R1和R2为固定电阻，RP为可变电阻，Rx 为电阻型传感器，Uout为电桥输出电压．当 Uout = 0 时，电桥处于平衡状态，此时有 1 P = 2RRRR x （1） 当 Uout ≠ 0 时，电桥处于不平衡状态，则有 21 ）（） 1 2 ( RRRR RRRR EU px P x out +×+ − ×= （2） 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Rx会有相应的变化，这时电桥平衡被破坏，桥路两端的 电压Uout也随之而变，由于桥路的输出电压Uout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， - 41 - 图 1 电桥的二线制接线电路 图 2 电桥的三线制接线电路