电桥平衡的原理是什么

电桥平衡的原理是什么
电桥平衡的原理是什么？
解：
在学生实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。

伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I 和电阻两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。

电桥是用比较法测量电阻的仪器。

电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。

电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。

通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。

惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。

对于太小的电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。

惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。

1．惠斯通电桥测量原理
图1是惠斯通电桥的原理图。

四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。

四边形的一个对角线连有检流计，称为
“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为电桥的“电源对角线”。

E 为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V 之间调节。

R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。

限流电阻用于限制电流的大小，主要目的
在于保护检流计和改变电桥灵敏度。

电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。

当C 、D 两点之间的电位不相等时，桥路中的电流0≠g I ，检流计的指针发生偏转；当C 、D 两点之间的电位相等时，桥路中的电流0=g I ，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。

因此电桥处于平衡状态时有：0=g I D B CB AD
AC U U U U == 0R Rx I I = 21R R I I = 11R I R I R x Rx = 2200R I R I R R = 于是
210R R R R x =即102R R R R x = 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。

这就是电桥的平衡条件。

根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻，因此，电桥测电阻的计算式为
002
1KR R R R R x == （1）电阻1R 、2R 为电桥的比率臂，x R 为待测臂，0R 为比较臂，0R 作为比较的标准，实验室常用电阻箱。

由(1)式可以看出，待测电阻x R 由比率值K 和标准电阻0R 决定，比值K 可以作成10n
，这是成品电桥常用的方法。

检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用，只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化则电阻的测量结果与检流计的精度无关，
由于标准电阻可以制作得比较精密，所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高，大大优于伏安法测电阻，这也是电桥应用广泛的重要原因。