非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥
非平衡直流电桥一、实验内容：1. 直流单臂电桥(惠斯登电桥)测量电阻的基本原理和操作方法；2. 非平衡直流电桥电压输出方法（卧式电桥）测量电阻的基本原理和操作方法；3. 用直流单臂电桥测量室温铜电阻；4. 用非平衡直流电桥电压输出方法（卧式电桥）测量各温度铜电阻及电阻温度系数。
二、实验仪器：FQJ-Ⅲ型教学用非平衡直流电桥FQJ非平衡电桥加热实验装置实验装置三、实验原理：1.单桥的原理（惠斯登电桥）图1惠斯登电桥原理图1中，通电后调节R 3若检流计无电流流过，电桥平衡，有测量公式：2. 非平衡电桥原理（卧式电压电桥）图2非平衡电桥原理对于电压表而言，其内阻g R 很大，可认为g R ∞→，于是0=g I ，有：对于4231R R R R =,00=U ,固定1R 、2R 、3R ,取R R R ∆+→44，上式变为：对于卧式电桥R R R ==41，R R R '==32，R R '≠,上式变为：于是测量表达式为：四、实验步骤：1. 用直流单臂电桥测量室温铜电阻S1）将“双桥量程倍率选择”开关置于“单桥”位置，“功能、电压选择”开关置于“单桥(5V)”或“单桥15V ”，并接通电源。
2）在“R x ”与R x1之间接上被测电阻，R 3测量盘打到与被测电阻相应的数字，按下G 、B 按钮，调节R 3，使电桥平衡(电流表为0)。
3）记录R 3和室温。
2. 用卧式电桥测量各温度铜电阻及电阻温度系数1）确定各桥臂电阻值。
设定室温时之铜电阻值为R 0(由步骤1测得)使R=R 1=R 4=R 0，选择R ′=R 2=R 3=30Ω(供参考，可自行设计)2）预调平衡，将待测电阻接至R x ，R 2，R 3调至30Ω，R 1调至R 0，功能转换开关转至电压输出，G 、B 按钮按下，微调R 1使电压U 0=0。
3）开始升温，每5℃测量1个点，同时读取温度t 和输出U 0(t)。
五、数据记录和数据处理：1. 直流单臂电桥测量室温铜电阻2. 卧式电桥测量各温度铜电阻s U ＝ 0R (室温)＝注：)(Ω∆R 根据测量表达式计算，式中0R R =在坐标纸上以℃）(t 为横坐标、)(t R 为纵坐标作图，根据所作直线求斜率k 和截距，截距即为0℃时铜的电阻0R '，铜的电阻温度系数α)1()(0t R t R α+'=六、注意事项：1. 实验开始前，所有导线，特别是加热炉与温控仪之间的信号输入线应连接可靠。
非平衡电桥的原理和应用
非平衡电桥的原理和应用电桥的的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等，桥式电路在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。
根据电桥工作时是否平衡来区分，可将电桥分为平衡电桥与非平衡电桥两种。
平衡电桥一般用于测量具有相对稳定状态的物理量，非平衡电桥往往和一些传感器元件配合使用．某些传感器元件受外界环境（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压输出，从而达到观察、测量和控制环境变化的目的。
非平衡电桥在传感技术中已得到广泛应用，非平衡电桥电路是传感技术中的重要组成部分。
【实验目的】1．了解与掌握非平衡电桥的工作原理，研究非平衡电桥的电压输出特性。
2．掌握与学习用非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法。
3．初步学习非平衡电桥的设计方法，根据不同被测对象灵活选择不同的桥路形式进行测量。
【实验仪器】FQJ型非平衡直流电桥、升温加热炉与温度控制器、待测电阻。
【实验原理】1．非平衡电桥的工作原理非平衡电桥的原理图如图5.7.1所示，当调节R1、R2和R3，使桥的B、D两端电势相等，这时电桥达到平衡。
如果将平衡电桥中的待测电阻换成电阻型传感器，当外界条件(如温度、压力、形变等)改变时，传感器阻值会有相应变化，B、这时电桥处于非平衡状态。
D两端电势不再相等，假设B、D之间有一负载电阻Rg，其输出电压SAg图5.7.1 非平衡电桥Ug。
如果使R1、R2和R3保持不变，那么Rx变化时Ug也会发生变化。
根据Rx与Ug的函数关系，通过检测桥路的非平衡电压Ug，能反映出桥臂电阻Rx的微小变化，测量外界物理量的变化，这就是非平衡电桥工作的基本原理。
当桥臂电阻取不同的值时，电桥可以分为三类：（1）等臂电桥：R1?R2?R3?Rx?R（2）输出对称电桥，也称卧式电桥：R1?Rx?R，R2?R3?R?，且R?R?。
（3）电源对称电桥，也称立式电桥：R3?Rx?R，R1?R2?R?，且R?R?。
非平衡电桥实验报告
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．在三线制接线电路中，传感元件的一端与一根导线相接，另一端同时接两根导线．传感元件在与电桥配合时，与传感元件相接的三根导线粗细要相同，长度要相等，阻值要一致（图中r1，r2，r3即为引线电阻）．其中一根引线与测量仪表连接，由于测量仪表的内阻很大，可认为流过r2的电流接近于零．另两根引线分别与电桥的两个相邻臂相连，这样引线电阻对测量就不会造成影响．数据处理原始数据：铂电阻热敏电阻21.8 10.49 106.985 24.3 49.12 2580.827 7.85627.7 14.34 109.930 32.5 61.36 1921.812 7.56132.2 16.55 111.625 38.4 67.11 1638.860 7.40237.1 19.09 113.575 43.3 73.45 1344.381 7.20441.6 21.32 115.290 48.1 77.41 1169.083 7.06446.3 23.71 117.131 52.8 80.93 1018.490 6.92650.9 26.07 118.952 57.6 84.71 861.982 6.75955.4 28.30 120.676 61.9 87.29 758.122 6.63160.3 30.74 122.565 66.4 89.56 668.655 6.50565.2 33.15 124.434 70.4 91.33 600.102 6.39769.3 35.29 126.096 74.3 92.95 538.264 6.28873.9 37.54 127.846 79.7 94.87 466.070 6.14479.6 40.32 130.012 84.2 96.22 416.005 6.03184.0 42.42 131.652 88.7 97.46 370.517 5.91588.9 44.80 133.512 94.7 98.82 321.166 5.77293.4 47.10 135.313 100.0 100.00 278.796 5.63098.2 49.65 137.314100.0 50.00 137.588铂电阻Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.37861 0.17259B 0.50103 0.00257------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99979 0.26477 18 <0.0001------------------------------------------------------------0.00260.00270.00280.00290.00300.00310.00320.00330.00345.56.06.57.07.58.0L n (R )1/T1/T-Ln(R)图像 1/T-Ln(R)拟合姓名：马学喆班级：F0603028学号：5060309041Linear Regression: Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------ A 99.06951 0.11606 B 0.38839 0.00173------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99984 0.17804 18 <0.0001------------------------------------------------------------与上面计算结果相同热敏电阻20304050607080901001104550556065707580859095100105U /m VT/℃5.56.06.57.07.58.0L n (R )1/TLinear Regressio:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -3.11306 0.04377B 3265.33378 14.6359------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------0.99986 0.01153 16 <0.0001------------------------------------------------------------对于热敏电阻，有两边取对数，得则由热敏电阻lnR~1/T图像可知思考与讨论误差分析数据记录与处理上：1.由于公式里面有个电压不在测量数据内，因此，作的泰勒展开，发现展开到第三项时误差在要求范围内，故消去，在展开得到的系数，与标准吻合比较精确。
直流非平衡电桥实验报告
直流非平衡电桥
直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。
按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥(惠斯登电桥)、双臂直流电桥(开尔文电桥)。
它们
只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量;非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。
实验目的
1.了解非平衡电桥的组成和工作原理，以及在实际中的应用。
2.学会用外接电阻箱法研究非平衡电桥的输出电压与电阻应变量之间的关系，通
过作图研究其线性规律。
3.了解桥臂电阻大小对非平衡电桥的灵敏度和线性围的影响，学会根据不同的
测量需求来选择合适的桥臂电阻。
4.学会利用非平衡电桥测量Cu丝的电阻温度系数。
实验容：
此处仅对2.（2）的作图给出例（用Origin作图）：
要画三大组图，分别是R0=1000欧5000欧50欧三种情况下的。
每组三小图，包括原图，放大后的上界图，放大后的下界图。
这样能比较精确的找到线性区间。
非平衡电桥的应用原理
非平衡电桥的应用原理1. 前言非平衡电桥是一种常用的电子测量仪器，用于测量电阻或其他物理量。
它能够通过无法理论预计或计算的方式，测量电阻值的变化或测量其他物理量的相对变化。
本文将介绍非平衡电桥的应用原理。
2. 电桥的基本原理非平衡电桥是基于电桥原理设计的一种测量仪器。
电桥是由四个电阻组成的电路，其中两个电阻相等，称为匹配电阻，另外两个电阻则是需要测量的电阻。
3. 非平衡电桥的工作原理非平衡电桥的工作原理基于电桥平衡和非平衡状态之间电流的变化。
在平衡状态下，电桥中的电流为零。
当测量电阻发生变化时，电流将不再为零，产生非平衡状态。
非平衡电桥会通过测量非平衡电流的大小来反映出电阻的变化。
4. 非平衡电桥的应用非平衡电桥在实际应用中有着广泛的用途。
4.1 温度传感器非平衡电桥可用于测量温度传感器的变化。
传感器的电阻会随着温度的变化而变化，通过非平衡电桥的测量，可以准确地反映出温度的变化情况。
4.2 气体传感器非平衡电桥也可用于测量气体传感器的变化。
气体传感器中的电阻会随着气体浓度的变化而变化，利用非平衡电桥的原理，可以实时监测气体的浓度。
4.3 压力传感器非平衡电桥还可以用于测量压力传感器的变化。
压力传感器的电阻随着压力的变化而变化，利用非平衡电桥的测量方式，可以实时监测压力的变化情况。
4.4 液位传感器非平衡电桥还可用于测量液位传感器的变化。
液位传感器中的电阻会随着液位的变化而变化，通过非平衡电桥的测量，可以准确地反映出液位的变化情况。
5. 总结非平衡电桥是一种常用的电子测量仪器，通过测量非平衡电流的大小来反映电阻或其他物理量的变化。
其应用广泛，包括温度传感器、气体传感器、压力传感器和液位传感器等。
通过应用非平衡电桥的原理，我们可以实时监测和测量各种物理量的变化情况，为科研和工程应用提供了便利。
直流非平衡电桥
设备无法启动
检查电源是否正常，检查设备 内部是否有短路或开路现象，
修复或更换损坏的部件。
THANKS
感谢观看
可调元件
除了可调电阻外，还可以采用其他可调元件，如可变电容、电感等，用于实现 电桥平衡。这些元件的调节范围应满足测量需求，并具有较高的稳定性和精度。
指示器及保护装置
指示器
用于显示电桥是否处于平衡状态。常用的指示器有检流计、 光电指示器等。当电桥平衡时，指示器应无偏转或发出信号 。
保护装置
为防止电桥过载或短路而损坏，应设置相应的保护装置。例 如，在电源回路中串联保险丝或自动开关，以便在电流过大 时自动切断电源。此外，还可以在桥臂上并联限流电阻或采 用其他限流措施，以保护电桥免受损坏。
调节电桥平衡
通过调节电阻箱中的电阻值， 使得电流表的示数为零，此时 电桥达到平衡状态。
改变条件重复实验
改变电源电压或电阻箱的阻值， 重复以上步骤进行多次实验。
数据记录表格设计
| 序号 | 电源电压（V） | 电阻箱阻值（Ω） | 电 压表示数（V） | 电流表示数（A） |
01
|1|||||
03
02
03
直流非平衡电桥测量原理 及方法
测量原理分析
直流非平衡电桥的基本原理
01
利用电桥平衡条件进行测量，当电桥平衡时，对角线上的两个
电阻的电压相等。
电阻变化对电桥平衡的影响
02
当待测电阻发生变化时，会打破电桥的平衡状态，从而产生输
出电压。
灵敏度与测量精度的关系
03
电桥的灵敏度决定了测量精度，灵敏度越高，测量精度也越高。
惠斯通电桥
一种常用的电桥类型，由四个电 阻组成，通过调节可变电阻使电 桥平衡，从而测量未知电阻。
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理是基于基尔霍夫第二定律，即在一个闭合回路内，电流的代数和为零。
电桥由四个电阻和一个未知元件构成，其中两个
电阻称为已知电阻，另两个电阻称为未知电阻。
电桥中通入一个已知电流，通过调节未知电阻或改变已知电阻的值，使电流从未知电阻的两个端点中
分流，使得电桥中的电流为零。
根据基尔霍夫第二定律，在电桥中的电流
为零时，可以通过测量电桥两侧的电压差来计算未知元件的参数。
1.电阻测量：通过非平衡电桥可以测量未知电阻的值。
在电桥平衡时，可以通过已知电阻与未知电阻的比例关系计算出未知电阻的值。
2.电容测量：非平衡电桥可以用于测量未知电容的值。
在电桥平衡时，通过改变电容器电极间的距离或改变电容量，可以测量未知电容的值。
3.电感测量：非平衡电桥可以用于测量未知电感的值。
在电桥平衡时，通过改变电感器中的铁心长度或改变电感器中的线圈匝数，可以测量未知
电感的值。
4.温度测量：非平衡电桥可以用于测量温度。
通过将温度传感器作为
未知元件接入电桥中，当电桥平衡时，可以测得温度的值。
5.湿度测量：非平衡电桥可以用于测量湿度。
通过将湿度传感器作为
未知元件接入电桥中，当电桥平衡时，可以测得湿度的值。
6.线性变换器：非平衡电桥还可以用于进行线性变换。
通过在电桥中
引入变压器并调节其参数，可以实现信号的线性放大或压缩。
总之，非平衡直流电桥是一种常用的测量电阻、电容、电感等参数的仪器。
它具有精度高、灵敏度好、稳定性强等优点，适用于各种工程领域的测量和控制应用。
非平衡电桥
1000 …… 1160 1180 1200
ΔR=R4−R0 (Ω)
……
0
……
δ=ΔR/R0
……
0
……
Ug (mV)
……
0
……
（4） 根据公式（3）过原点作一条直线（斜线），并与实际测量的 Ug ∼ δ曲线比较，得
出 Ug ∼ δ的线性范围。
即：测算
R4
的取值范围，使有
实验目的 （1） 了解非平衡电桥的组成和工作原理，以及在实际中的应用。 （2） 学会用外接电阻箱法研究非平衡电桥的输出电压与电阻应变量之间的关系，通 过作图研究其线性规律。 （3） 了解桥臂电阻大小对非平衡电桥的灵敏度和线性范围的影响，学会根据不同的 测量需求来选择合适的桥臂电阻。 （4） 学会利用非平衡电桥测量 Cu 丝的电阻温度系数。
理论线性范围的计算可以通过公式（2）和（3）来得到。给定某一ΔR 由公式（2）可
以计算得到一个 Ug，由公式（3）可以得到 Ug’，比较 Ug 与 Ug’可知道它们差别是否超过自身
大小的 5%，来计算出δ值范围（即： − 10 ≤ δ ≤ 10 ）。
105
95
4/4
2. 直流非平衡电桥的线性范围
公式（3）是δ比较小的时候的一个近似公式，当δ比较大的时候该公式不成立。当ΔR
在 0 值附近一个近似对称的正负小区间内，根据公式（2）和（3）分别计算所得的 Ug 和 Ug’，
它们之间的差值与自身的值比较时，≤ 5%，可以认为在此区间内满足线性要求。这样根据实
测 Ug 值可以使用近似公式（3）直接来计算ΔR。
3/4
思考题
1. 简述直流非平衡电桥与直流平衡电桥的关系。 2. 为什么在实验内容 1 中，ΔR 的绝对值相同时，Rx 小于 1000Ω 时的 Ug 比大于 1000Ω
大学物理实验报告-非平衡电桥的应用
大学物理实验报告-非平衡电桥的应用
非平衡电桥是一种可测量电路中存在的微小电阻差异的实验方法，该方法常见于电学、电化学、和化学等实验领域中。
它的实验原理基于连接四个导体端点（a、b、c、d）的电桥，其中为了使电桥处于非平衡状态，一个电压源必须连接到电桥的两个正方形开口上。
在这种状态下，当加到电桥上的电量有所区别时，在电路中就会生成一些电流。
通过调节
电阻，可以让电流趋于零。
通过电流、电阻的变化，我们就可以在实验中测量出电桥中的
微小电阻差异。
实验的第一步是计算出初始电阻的值。
我们先测定了标准电阻值，再以电桥中最大电
阻作为参照量，将其与标准电阻器和称重器中冷态的电阻进行比较。
之后进行数据的对比
和处理并得到测定出来的其它电阻的值。
我们得到了实验结果表，根据表中的值我们可以
推算出各个测定的电阻值。
本次实验的结果表明，非平衡电桥可以成功地测量微小电阻差异。
这种实验方法在许
多领域都具有重要的应用，例如工业、医疗、科学研究、和军事等。
无论何时，当我们需
要测量电路中的微小电阻差异时，非平衡电桥都是一种非常有用的实验方法。
【2019年整理】大学物理实验：非平衡电桥
A ：FQJ-1型非平衡直流电桥表面结构
四臂电阻调节
四臂电阻
开关
R1
R2
R3
Rg
R4
电流显示
k
非 平 衡
G
B
mA μA
平 衡
×100
mv
×10
×1
平衡电桥测量盘
×0.1
电压显示
转换开关
平衡电桥
B：温度控制器及使用
调节转换
温度调节
1、温度的设定：“设定调节”旋钮，
将所需的温度设定好后，将转换
开关打向测量位置。在温度设定
度从t0t0+t时，R4R4+R，若电阻变化很小，即RRi
（Ri是电压输出端指向电路内部的输入阻抗），则输出电压
为：
U 0(t)
R2 • R
•Us
(R1 R4)(R2 R3)
此时可得三种桥式的输出为
（1）等臂电桥
U 0(t) Us • R 4R
（2）卧式电桥
U 0(t) Us • R 4R
非平衡直流电桥
¿ 电磁学系列 4
浙江大学物理实验中心
直流电桥测量准确，灵敏度高，具有重要的 应用价值。按使用的方式可分为平衡电桥和非平 衡电桥。
平衡电桥是通过平衡调节，把待测电阻与标 准电阻进行比较直接得到待测电阻值。如惠斯顿 电桥。然平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状 态的物理量。但实际工程上和科学实验中，物理 量往往是连续变化的，这些量只能采用非平衡电 桥才能测量。它直接测量电桥输出的电压与电流 的变化，通过必要的运算处理最终得到电阻值。 若在电桥后连接计算机，对电桥输出进行采样处 理即可迅速得到实验的数据与结果。
应小幅度的调节“PID调节”旋钮，必要时，须反复多次调节，直至符
非平衡电桥
非平衡电桥非平衡电桥是一种常用的电路实验装置，用于测量电阻、电容、电感等物理量，以及检测电路中的故障。
它由四个电阻或其他电子元件组成的电路桥，通过调节电桥的电阻值，可以得到电路中各个元件的参数。
电桥的基本原理是利用电流的分压和分流特性来测量电路中的电阻。
在一个平衡电桥中，当桥路中每个分支的电势差相等时，称为平衡状态。
在这种情况下，电桥的输出电压为零，可以通过调节电阻值使得电桥处于平衡状态，从而测量电路中的未知电阻。
然而，非平衡电桥与平衡电桥有所不同。
非平衡电桥的一个或多个分支中存在非零的电势差，因此无法通过简单地调节电阻值来使电桥达到平衡状态。
这种电桥常用于实际测量中，因为在实际电路中，很难确保所有分支的电势差都为零。
非平衡电桥可以通过测量电桥输出的电压来计算电路中的未知电阻。
通过改变电桥中的其他电子元件的参数，可以调整电桥的输出电压，从而得到准确的测量结果。
非平衡电桥在实际应用中非常重要，例如用于测量电池的内阻、测量电容的容值、检测电路中的开路或短路等。
在非平衡电桥的实验中，我们需要注意一些细节。
首先，电桥中的电子元件应选择合适的数值范围，以确保测量结果的准确性。
其次，电桥的电源应保持稳定，以避免电压波动对测量结果的影响。
另外，实验时应注意接线的正确性，避免因接触不良或接错导致实验结果出错。
非平衡电桥的原理和应用广泛存在于物理、化学、电子等实验中。
例如，在物理学中，我们可以通过非平衡电桥来测量导线的电阻，从而研究导体的导电性质。
在化学实验中，非平衡电桥可以用来测量溶液的电导率，从而研究溶液中的离子浓度。
而在电子工程中，非平衡电桥常常用于检测电路中的故障，例如开路、短路等。
非平衡电桥是一种常用的电路实验装置，用于测量电阻、电容、电感等物理量，以及检测电路中的故障。
通过调节电桥的电阻值，我们可以得到电路中各个元件的参数。
非平衡电桥在实际应用中非常重要，它的原理和应用广泛存在于物理、化学、电子等实验中。
非平衡电桥及应用实验报告
R1=R2=R3=R4
2、卧式电桥（输出对称电桥）
R1=R4=R,R2=R3=R′，且R≠R′
3、立式电桥（电源对称电桥）
R1=R2=R′，R3=R4=R,且R≠R′
（3）输出形式
1、输出电压
当负载电阻Rg→∞，即电桥输出处于开路状态时，Ｉg=0，仅有电压输出并用U0表示，根据分压原理，ABC半桥的电压降为Us，通过R1、R4两臂的电流为：
=
当Ig=0时则有
即
这是功率桥的平衡条件，与(6)式一致，也就是说功率输出与电压输出的平衡条件是一致的。
最大功率输出时，灵电桥的敏度最高。当电桥的负载电阻Rg等于输出电阻(电源内阻)即阻抗匹配时
则电桥输出功率最大。此时电桥的输出电流为
输出电压为
当桥臂R4的电阻臂有增量△R时，我们可以得到三种桥式的功率变化。测量时都需要预调平衡，平衡时的Ig、Vg、Pg均为0，电流、电压、功率化都是相变对平衡状态时讲的。不同桥式的三组公式分别为
Keywords：nonbalance electric bridge temperature coefficientthermistor
①通过面板上的R1、R2两组开关来实现量程倍率的设置。
②将“双桥量程倍率选择”开关置于“单桥”位置，“功能、电压选择”开关置于“单桥5V”，并接通电源。
③按下图所示
在“Rx”与Rx1之间接上被测电阻，R3测量盘打到与被测电阻相应的数字，按下G、B按钮，调节R3，使电桥平衡(电流表为0)。
2、用开尔文电桥测量铜电阻
④改变R4，记录△R理论值，并记下相应的电压变化值ΔPg，根据公式计算出ΔR的实验值，并与理论值相比较。
⑤计算出铜电阻温度系数，并与理论值相比较。
直流非平衡电桥的原理和应用
直流非平衡电桥的原理和应用1. 引言直流非平衡电桥是一种常见的电子测量仪器，它通过比较两个电阻或电压的差异来检测电流或电压的变化。
本文将介绍直流非平衡电桥的基本原理和常见的应用。
2. 原理直流非平衡电桥是基于电桥原理设计的。
电桥是由多个电阻和电压源组成的电路，普通的电桥是基于交流电的测量原理，而直流非平衡电桥则用于直流电的测量。
直流非平衡电桥通常由以下几个主要元件组成： - 电桥电路：包括电源和电阻组成的电桥电路，其中包括两个待测电阻和两个已知电阻。
- 微电流表：用于测量电桥两侧的电压差异。
- 可调电阻：用于调整电桥平衡状态。
当电桥平衡时，微电流表指针不会偏移，即电桥两边的电压差异为零。
如果待测电阻发生变化，电桥将不再平衡，微电流表将显示电压差异大小，通过测量电桥电路的非平衡度，可以得出待测电阻的值。
3. 应用直流非平衡电桥在实际应用中有多种用途，下面介绍其中几个常见的应用场景。
3.1 温度传感器直流非平衡电桥可以作为温度传感器的测量原理之一。
通过将热敏电阻作为待测电阻接入电桥电路中，当温度发生变化时，热敏电阻的电阻值会发生变化，导致电桥不平衡。
通过测量电桥的非平衡度，可以得到温度的变化情况。
3.2 压力传感器直流非平衡电桥也可以用作压力传感器的测量原理之一。
通过将压阻作为待测电阻接入电桥电路中，压阻的电阻值会随压力的变化而变化，导致电桥不平衡。
通过测量电桥的非平衡度，可以得到压力的变化情况。
3.3 流量传感器直流非平衡电桥还可以应用于流量传感器中。
通过将热敏电阻或压阻与流量传感器结合，当流体流过传感器时，流速的变化会导致热敏电阻或压阻的电阻值变化，从而引起电桥不平衡。
通过测量电桥的非平衡度，可以获得流速的变化情况。
3.4 拉力传感器直流非平衡电桥还可用于测量材料或装置的拉力。
通过将拉力传感器连接到电桥电路中，拉力的变化会导致电桥不平衡。
通过测量电桥的非平衡度，可以获得拉力的变化情况。
4. 总结直流非平衡电桥是一种常见的电子测量仪器，基于电桥原理设计。
非平衡直流电桥 实验报告
非平衡直流电桥实验报告非平衡直流电桥实验报告引言：在电子学领域中，电桥是一种常用的电路，用于测量电阻、电容和电感等元件的值。
而非平衡直流电桥则是一种特殊的电桥，它可以用来测量电阻的非平衡状态。
本实验旨在通过搭建非平衡直流电桥电路，探究其原理和应用。
实验目的：1. 理解非平衡直流电桥的工作原理；2. 学会搭建非平衡直流电桥电路；3. 掌握使用非平衡直流电桥测量电阻的方法。
实验仪器和材料：1. 直流电源；2. 可调电阻；3. 电流表；4. 电压表；5. 电阻箱。
实验原理：非平衡直流电桥是通过调节电阻箱的阻值，使电桥两侧电势差为零，从而测量未知电阻的一种方法。
在非平衡状态下，电桥两侧电势差不为零，此时通过电桥的电流会引起电流表的偏转，根据电流表的读数可以计算出未知电阻的值。
实验步骤：1. 将直流电源接入电桥电路的一侧，电流表接入电桥的另一侧；2. 调节电阻箱的阻值，使电桥两侧电势差为零；3. 记录电流表的读数，并计算未知电阻的值；4. 重复步骤2和3，改变电阻箱的阻值，测量不同未知电阻的值。
实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了一系列的电流表读数和相应的未知电阻值。
根据这些数据，我们可以绘制电流表读数与未知电阻之间的关系曲线。
从曲线上可以看出，电流表读数随着未知电阻的增加而增加，呈线性关系。
这说明非平衡直流电桥可以准确测量未知电阻的值。
实验误差的分析：在实际实验中，由于电桥电路的接线、电源的稳定性等因素，可能会引入一定的误差。
为了减小误差，我们应该注意以下几点：1. 保证电桥电路接线的稳定性，避免接触不良或松动；2. 使用稳定的直流电源，并注意调节电源的输出电压；3. 仔细读取电流表和电压表的读数，避免读数误差。
实验应用：非平衡直流电桥在实际应用中有着广泛的用途。
它可以用于测量电阻、电容和电感等元件的值，也可以用于检测电路中的故障。
此外，非平衡直流电桥还可以用于校准仪器，提高测量的准确性。
结论：通过本次实验，我们成功搭建了非平衡直流电桥电路，并用它测量了未知电阻的值。
直流非平衡电桥
直流非平衡电桥直流电桥是一种精密的非电量测量仪器，有着广泛的应用。
它的基本原理是利用已知阻值的电阻，通过比例运算，求出一个或几个未知电阻的阻值。
直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥需要通过调节电桥平衡求得待测电阻阻值，如惠斯登电桥、开尔文电桥均是平衡式电桥。
平衡电桥可用来测定未知电阻，由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，比如固定电阻的阻值。
而对变化电阻的测量有一定的困难。
如果采用直流非平衡电桥，则能对变化的电阻进行动态测量，直流非平衡电桥输出的非平衡电压能反映电阻的变化，在实际应用中许多被测物理量都与电阻有关，如力敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等，只要将这些特殊的电阻装在电桥的一个桥臂上，当某些被测量发生变化时，就引起电阻值的变化，从而输出对应的非平衡电压，就能间接测出被测量的变化。
利用这种原理我们可制作电子天平、电子温度计、光通量计等。
因此直流非平衡电桥与平衡电桥相比，有着更为广泛的应用。
实验目的（1）了解非平衡电桥的组成和工作原理以及它在实际中的应用。
（2）学会用外接电阻箱研究非平衡电桥的输出电压与应变电阻的关系，通过作图研究其线性规律。
（3）了解桥臂电阻大小对待测电阻的灵敏度和线性范围的影响，学会根据不同的测量需求来选择合适的桥臂电阻。
（4）学会利用非平衡电桥测量Cu丝的电阻温度系数。
实验仪器稳压电源、电阻箱、万用表（用作毫伏表）、Keithy2000（用作微伏表）、铜丝（漆包线）、加热台、温度计、导线等。
实验原理非平衡电桥原理如图所示，当R3/R2=R4/R1时，电桥平衡，即：I g=0，U g=0；当用R4+ΔR代替R4时，R3/R2不等于R4+ΔR/R1，此时，I g不等于0，U g不等于0，为非平衡状态。
U g为数字电压表电压（电压表内阻为无穷大），应用电路分析知识，可算出输出的非衡电压为：图1 非平衡电桥电路图分析上式，可以得到电桥的三种形式：（1）等臂电桥：R1=R2=R3=R4=R（2）卧式电桥：R1=R4，R2=R3（3）立式电桥：R1=R2，R4=R3将等臂和卧式条件带入（1）式经简化得：δ=ΔR/R4称为电阻的应变。
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理和应用直流电桥是一种精密的电阻测量仪器,具有重要的应用价值.按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥.平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较,通过调节电桥平衡,从而测得待测电阻值,如单臂直流电桥惠斯登电桥、双臂直流电桥开尔文电桥.它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量,而在实际工程中和科学实验中,很多物理量是连续变化的,只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻,根据电桥输出的不平衡电压,再进行运算处理,从而得到引起电阻变化的其它物理量,如温度、压力、形变等.实验目的本实验采用FQJ型教学用非平衡直流电桥,该仪器集单臂、非平衡电桥于一体,通过本实验能掌握以下内容：1．直流单臂电桥惠斯登电桥测量电阻的基本原理和操作方法；2．非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法；3．根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法及非平衡电桥功率输出法测电阻；4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义.实验仪器1. FQJ型教学用非平衡直流电桥；2. FQJ非平衡电桥加热实验装置.实验原理FQJ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥,非平衡直流电桥,上节我们已经对单臂电桥有所了解,下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍.图1 非平衡电桥原理图1．非平衡电桥桥路输出电压非平衡电桥原理如图1所示,当负载电阻g R →∞ ,即电桥输出处于开路状态时,g 0I = ,仅有电压输出,并用0U 表示,根据分压原理,ABC 半桥的电压降为S U ,通过14, R R 两臂的电流为：S 1414U I I R R ==+ 1则4R 上之电压降为：4BC S 14R U U R R =•+ 2同理3R 上的电压降为：3DC S23R U U R R =•+3输出电压0U 为BC U 与DC U 之差()()340BC DC S S14232413S1423()R R U U U U U R R R R R R R R U R R R R =-=-++-=++ 4当满足条件1324R R R R = 时,电桥输出00U = ,即电桥处于平衡状态.5式就称为电桥的平衡条件.为了测量的准确性,在测量的起始点,电桥必须调至平衡,称为预调平衡.这样可使输出只与某一臂电阻变化有关.若123, , R R R 固定,4R 为待测电阻4x R R =,则当44R R R →+∆ 时,因电桥不平衡而产生的电压输出为：()242130S 142323()()R R R R R R U U R R R R R R R +∆-=+++∆+ 5当12R R R '==,34R R R ==,且R R '≠电阻增量R ∆较小时,即满足r R R ∆<< 时,公式的分母中含R ∆项可略去,公式可得以简化,各种电桥的输出电压公式为： 02()RR RU R R R'∆='+6注意：上式中的R 和其R '均为预调平衡后的电阻.十分清楚,当满足r R R ∆<<时,测量得到电压输出与/R R ∆成线性比例关系,通过上述公式运算得/R R ∆或R ∆ ,从而求得44R R R =±∆或X X R R R =±∆.2．用非平衡电桥测热敏电阻本实验采用51MF k 7.2Ω型半导体热敏电阻进行测量.该电阻是由一些过渡金属氧化物主要用Fe ,Ni ,Co ,Mn 等氧化物在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成,具有P 型半导体的特性,对于一般半导体材料,电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对来说可以忽略.但上述过渡金属氧化物则有所不同,在室温范围内基本上已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,此时主要考虑迁移率与温度的关系.随着温度升高,迁移率增加,电阻率下降,故这类金属氧化物半导体是一种具有负温度系数的热敏电阻元件,其电阻-温度特性见表 6.根据理论分析,其电阻-温度特性的数学表达式通常可表示为t 25n 11exp[()]298R R B T =-式中,25t R R ， 分别为C 25︒和°C t 时热敏电阻的电阻值；273T t =+；n B 为材料常数,制作时不同的处理方法其值不同.对于确定的热敏电阻,可以由实验测得的电阻-温度曲线求得.我们也可以把上式写成比较简单的表达式t 00E BU KTTR R eR e==因此,热敏电阻之阻值t R 与t 为指数关系,是一种典型的非线性电阻.式中298t 25BU R R e -= .k 为玻尔兹曼常数231.380610k -=⨯焦耳/开尔文.实验内容及方法1. 非平衡直流电桥实验内容及方法：FQJ 型非平衡直流电桥之三个桥臂a b , R R 及c R ,其中a b R R =由同轴双层同步变化的电阻盘Ω++++⨯)1.01101001000(10电阻箱组成,c R 则由10(100010010⨯+++10.10.01)++Ω电阻箱组成,调节范围在Ωk 1110.11~0内,负载电阻gR '由1个Ωk 10的多圈电位器粗调和1个Ω100多圈电位器细调串联而成,可在Ωk 1.10范围内调节.数字电压表量程mV 200.功率1为mA 20,采样电阻S 10R =Ω,用于测量Ω<k 1的较小电阻.功率2为A 200μ ,采样电阻S 1k ΩR =,用于测量Ω>k 1电阻.电压输出时,允许X R 变化率向上变化达到%100,向下变化为%70.2. 非平衡电桥电压输出形式测电阻 1C 2a 3b R R R R R R ===、、,测量范围：111.111k ΩΩ～.① 确定各桥臂电阻.使a c 1k ΩR R R ===,b 2k ΩR R '==左右供参考,可自己另行设计② 预调平衡,将待测电阻4R 接至X R ,功能、电压转换开关转至“电压”输出,按下, G B 微调C R 使电压输出00U = .③ 改变4R ,记录R ∆理论值,并记下相应的电压变化值g U ∆ .根据6计算出R ∆的实验值,其中S 1.3V U = .④ 计算出实验值和理论值的相对误差E . 3. 测量铜电阻配用FQJ 非平衡电桥加热装置 1非平衡电桥电压输出形式测量铜电阻① 确定各桥臂电阻值.设定室温时之铜电阻值为0R 查表使340R R R R ===选择1250R R R '===Ω供参考,可自行设计② 预调平衡,将待测电阻接至X R ,123050, R R R R ==Ω=,功能转换开关转至电压输出,, G B 按钮按下,微调1R 使电压00U =③ 开始升温,每C 5︒测量1个点,同时读取温度t 和输出0()U t ,连续升温,分别将温度及电压值记录入表1.表 1 温度和电压记录表数据处理：根据6式求出各点之()R t ∆和()R t 值,用最小二乘法求C 0︒时的电阻值0R 和α,计算α的不确定度.4. 热敏电阻的测量1采用非平衡电桥的电压输出测量热敏电阻51MF k 7.2Ω之()R t ,温度范围从室温加热至C 65︒ .① 根据51MF k 7.2Ω之电阻-温度特性研究桥式电路,并设计各桥臂电阻,, R R ',以确保电压输出不会溢出预习时设计计算好.实验时可以先用电阻箱模拟,若不满足要求,立即调整R ' 阻值.② 预调平衡a 根据桥式,预调, R R '.室温时之电阻值为0R .b 将功能转换开关旋至“电压”输出,按下, G B 开关,微调3R 使数字电压表为0.③ 升温,每隔C 5︒测1个点,、利用测量数据按公式6计算得电阻值填入表2.表2 温度和电阻记录表思考题1．测量电阻的原理是什么2．与二端法测试电阻相比,三端法测试电阻有何优点 3．使用双桥测量小电阻时为什么要使12R R = ,如果不相等有何影响4．非平衡电桥在工程中有哪些应用试举一、二例. 5．非平衡电桥之立式桥为什么比卧式桥测量范围大 6．当采用立式桥测量某电阻变化时,如产生电压表溢出现象,应采取什么措施表 5 铜电阻50Cu 的电阻—温度特性C /004280.0︒=α附录二表 6 51MF k 7.2Ω 型热敏电阻的电阻-温度特性供参考其它说明：1. 仪器面板中间桥路图中的“X R ”已在仪器内部与面板右上角的“X R ”、“X1R ”接线柱接通,参见附录四的图2.2. “功能、电压选择”开关中的“平衡”区块有三档电压,供单臂电桥测量时选用.“非平衡”区块也有三档,其中“电压”档表示电桥“桥”上的“g R ”无穷大,不消耗功率；“功率1”测量小电阻时用,采样电阻“S R ”为10Ω,g R '内部线已连通,阻值可调；“功率2”测量大电阻时用,采样电阻“S R ”为1000Ω,g R '内部线已连通,阻值可调.3．功率输出时负载电阻g S g R R R '=+. 4. “电压”、“功率1”、“功率2”三档的工作电压均为.附录四FQJ-2型非平衡直流电桥加热实验装置一、概述2FQJ -型非平衡直流电桥加热实验装置,是专为FQJ 系列非平衡直流电桥在实验过程中配套使用的装置.该装置具有下列特点：1．加热温度可自由设定不超过上限值2．XMT 系列智能双数显调节仪,控温精度高3．装置内配装有铜电阻,热敏电阻,增加了实验内容 4．加热装置电源输入为低电压,并通过变压器隔离,安全可靠5．装置内装有风扇,根据实验的需要,可强制加速降温 6．装置结构新颖,紧凑合理 二．结构和连接：该装置由加热炉及温度控制仪二大部分组成.其结构及连接见下图3.三．使用说明：1、使用前,将温控仪机箱底部的撑架竖起,以便在测试时方便观察及操作.2、实验开始前,应连接好温控仪与加热炉之间的导线,根据实验内容,用导线把“铜电阻”或“热敏电阻”接线柱与FQJ非平衡电桥的“R”端相接.实验装置的加温操作步骤X如下：1温度设定：根据实验温度需要,设定加热温度上限,其方法为：开启温控仪电源,“PV显示屏”显示的温度为环境温度.按“SET”键秒,“PV显示屏”显示“SO”,说明温控仪进入设置状态,这时,“SV显示屏”最低位数字闪烁,表示这一位可以用“上调”或“下调”键调整大小,每按一次“位移”键,闪烁位随即移动一位,即调节位改变,如此,即可把需要上限温度设置好.设置完毕,再按一下“SET”键,设置程序结束.这时“PV显示屏”显示加热炉实时温度,“SV显示屏”显示设置上限温度.温控仪进入“测量”状态.在温度设定时,仪器上“加热选择”开关置于“断”处图3 非平衡直流电桥结构图2加热：根据环境温度和所需升温的上限及升温速度来确定温控仪面板上“加热选择”开关的位置.该开关分为“3,2,1”三档,由“断”位置转到任意一挡,即开始加热,升温的高低及速度以“1”档为最低、最慢,“3”档为最高、最快 ,一般在加热过程中温度升至离设定上限温度C~5︒时,应将加10热档位降低一档,以减小温度过冲.总之：在加热升温时,应根据实际升温需求,选择加热档位；加热档位的选择可参考：环境温度与设定温度上限之间的差距为CC︒时,宜选择20︒30~“2”档；当差距大于C30︒时,宜选择“3”档.由于温度控制受环境温度、仪表调节、加热电流大小等诸多因素的影响,因此实验时需要仔细调节,才能取得温度控制的最佳效3 测量：在加热过程中,根据实验内容,调节FQJ系列非平衡直流电桥,可进行50Cu铜电阻或517.2Ω热敏电阻特性的MFk测量.测量时连接导线的直流电阻估计值为Ω5.0左右4降温：实验过程中或实验完毕,可能需要对加热铜块或加热炉体降温.降温时操作方法如下：将加热铜块及传感器组件升至一定高度并固定,开启温控仪面板中的“风扇开关”使炉体底部的风扇转动,达到使炉体加快降温目的.如要加快加热铜块的降温速度,可断电后将加热铜块提升至加热炉外,并浸入冷水中.注意：放回炉体内时,要先把水擦干四．注意事项：1．实验开始前,所有导线,特别是加热炉与温控仪之间的信号输入线应连接可靠.2．传热铜块与传感器组件,出厂时已由厂家调节好,不得随意拆卸.3．装置在加热时,应注意关闭风扇电源.4．“备用测试口”为一根一端封闭,并插入加热铜块中的空心铜管,供实验时加入介质后测试用.如在空心管中加入变压器油及铜电阻,用44QJ双臂电桥测试铜电阻随着温度变化时的电阻值.5．温控仪机箱后部的电源插座中的熔丝管应选用~1 .5.1A6．实验完毕后,应切断仪器工作电源.由于热敏电阻、铜电阻耐高温的局限,在设定加温的上限值时不允许超过C120︒.。
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非平衡直流电桥的原理和应用直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。
按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）。
它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。
【实验目的】FQJ型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以本实验采用下内容：1．直流单臂电桥（惠斯登电桥）测量电阻的基本原理和操作方法；2．非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法；3．根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法及非平衡电桥功率输出法测电阻；4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义。
【实验仪器】FQJ型教学用非平衡直流电桥；1.FQJ非平衡电桥加热实验装置。
2.【实验原理】FQJ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，非平衡直流电桥，上节我们已经对单臂电桥有所了解，下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍。
图1 非平衡电桥原理图1．非平衡电桥桥路输出电压R??，所示，当负载电阻非平衡电桥原理如图1g0?I并即电桥输出处于开路状态时，,，仅有电压输出g U ABC为压压，用表示根据分原降半桥的理，电0UR R,电流为：，通过两臂的S41U S?II?41R?R）1（41R则上之电压降为：4．R4??UU（2）SBC R?R41R上的电压降为：同理3R3??UU（3）SDC R?R 32UUU之差为输出电压与DCBC0RR34U?UU?U?U?SS0BCDC R?RR?R3412????S RR?R?R3142RR?RRU?0，即电桥处（4）)?RR(RR3421U ?于平衡状态。
当满足条件时，电桥输出43210（5）式就称为电桥的平衡条件。
为了测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调至平衡，称为预调平R, RRR, RR?。
若关电阻变化有臂这样可使输出只固定，与为待测电阻某一，则当衡。
1423x4R?R??R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：44RR?R?R?RR31224U?U（5）??S0)?R?R(R?RR(?R)?R324213???R???RR?R?RRR?R，且，R?R?R电阻增量较小时，即满足当时，公式的分母r2341?R项可略去，公式可得以简化,各种电桥的输出电压公式为：中含??RRRU?（6 ）02?RR)(R???R??R RR时均为预调平衡后的电阻注意：上式中的,和其。
十分清楚，当满足测量得到电压输出r R?R??R R??R/RR/R?或述公式运算得得从，或而求与上系性成线比例关，通过44R?R??R。
XX用非平衡电桥测热敏电阻2．51?MF2.7k本实验采用型半导体热敏电阻进行测量。
FeCo,,NiMn,等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体该电阻是由一些过渡金属氧化物（主要用P型半导体的特性，对于一般半导体材料，电阻率随温度变化主要依赖金属氧化物作为基本材料制成，具有于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对来说可以忽略。
但上述过渡金属氧化物则有所不同，在室温范围内基本上已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，此时主要考虑迁移率与温度的关系。
随着温度升高，迁移率增加，电阻率下降，故这类金属氧化物半导体是一种具有负温度系数的热敏电阻元件，其电阻-温度特性见表6。
根据理论分析，其电阻-温度特性的数学表达式通常可表示为BRR，C?25t??T273Ct°为材料常数，制作时不同的处时热敏电阻的电阻值；和式中，；分别为nt25理方法其值不同。
对于确定的热敏电阻，可以由实验测得的电阻-温度曲线求得。
我们也可以把上式写成比较简单的表达式?BU e?RRRt k298为玻为指数关系，是一种典型的非线性电阻。
式中因此，热敏电阻之阻值。
与25tt?2310?1.3806?k焦耳/开尔文尔兹曼常数()。
【实验内容及方法】1. 非平衡直流电桥实验内容及方法：R, RRR?RFQJ由同轴双层(同步桥之三个桥臂变化的及电，其中阻型非平衡直流电babca10?(1000?100?10?1?0.1)?10?(1000?100?10?R电阻箱组成，)则由盘c?R??0.01)1?0.1?10k?1110k~11.0内，负载电阻电阻箱组成，调节范围在的多圈电位器由1个（粗g100?10.1k?200mV。
功率串联而成，可在范围内调节。
数字电压表量程多圈电位器调）和1个（细调）R?10?200?A mA20?1k?，采2为样电阻小的较1为电阻，采样电阻。
功率，用于测量S R?1kΩR100%70%??1k。
电阻。
电压输出时，允许，用于测量，向下变化为变化率向上变化达到XS2. 非平衡电桥电压输出形式测电阻R?R、R?R、R?R1?～11.111kΩ。
，测量范围：b2Ca13??R?2k1kΩRΩR?R?R?左右（供参考，可自己另行设计），①确定各桥臂电阻。
使bac RRRB, G，功能、电压转换开关转至“电压”输出，按下②预调平衡，将待测电阻接至微调CX4U?0使电压输出。
0?UR?R?R的实验值，其中改变）计算出，记录。
根据（理论值，并记下相应的电压变化值6③g4U?1.3V。
S E。
计算出实验值和理论值的相对误差④FQJ非平衡电桥加热装置）测量铜电阻（配用3.（1）非平衡电桥电压输出形式测量铜电阻RR?R?R?R选）使之温时铜电阻值为择（查表阻①确定各桥臂电值。
设定室0304??R?RR?50?（供参考，可自行设计）21RR?R?50?, R?R，功能转换开关转至电压输出，②预调平衡，将待测电阻接至，0213X RU?0B G,使电压按钮按下，微调01U(t)t C?5测量1个点，同时读取温度,③开始升温，每和输出连续升温，分别将温度及电压值记录入0表1。
表 1 温度和电压记录表??R)tRR?(t)(C0?，计算时的电阻值和值，用最小二乘法求式求出各点之）6数据处理：根据（和0的不确定度。
热敏电阻的测量4.R(t)65?C51?MF.7k2，温度范围从室温加热至。
之）采用非平衡电桥的电压输出测量热敏电阻（1?R R,512.7k?MF，以确保电压输出不之电阻-根据温度特性研究桥式电路，并设计各桥臂电阻，①?R会溢出（预习时设计计算好）。
实验时可以先用电阻箱模拟，若不满足要求，立即调整阻值。
②预调平衡?RR, R。
根据桥式，预调。
室温时之电阻值为a) 0RB G,0。
使数字电压表为将功能转换开关旋至“电压”输出，按下b) 开关，微调35?C测1个点，、利用测量数据按公式（6）计算得电阻值填入表2③升温，每隔。
表2 温度和电阻记录表【思考题】1．测量电阻的原理是什么？2．与二端法测试电阻相比，三端法测试电阻有何优点？R?R，如果不相等有何影响？3．使用双桥测量小电阻时为什么要使214．非平衡电桥在工程中有哪些应用？试举一、二例。
5．非平衡电桥之立式桥为什么比卧式桥测量范围大？．当采用立式桥测量某电阻变化时，如产生电压表溢出现象，应采取什么措施？6【附录一】【附录二】【附录三】其它说明：RRR”接线柱接通，（参1. 仪器面板中间桥路图中的“”、“”已在仪器内部与面板右上角的“X1XX见【附录四】的图2）。
2. “功能、电压选择”开关中的“平衡”区块有三档电压，供单臂电桥测量时选用。
“非平衡”区块也有R”无穷大，不消耗功率；“功率1”测量小电阻时用，采样三档，其中“电压”档表示电桥“桥”上的“g?RRR，电阻“10Ω内部线已连通，阻值可调；“功率2”测量大电阻时用，采样电阻“”为”为gSS?R，0Ω内部线已连通，阻值可调。
100g?R?R?R．功率输出时负载电阻3。
ggS4.“电压”、“功率1”、“功率2”三档的工作电压均为1.3V。
【附录四】FQJ-2型非平衡直流电桥加热实验装置一、概述FQJ2?FQJ系列非平衡直流电桥在实验过程中配套使用的型非平衡直流电桥加热实验装置，是专为装置。
该装置具有下列特点：1．加热温度可自由设定（不超过上限值）XMT系列智能双数显调节仪，控温精度高． 2 3．装置内配装有铜电阻，热敏电阻，增加了实验内容4．加热装置电源输入为低电压，并通过变压器隔离，安全可靠5．装置内装有风扇，根据实验的需要，可强制加速降温6．装置结构新颖，紧凑合理二．结构和连接：该装置由加热炉及温度控制仪二大部分组成。
其结构及连接见下图3。
三．使用说明：1、使用前，将温控仪机箱底部的撑架竖起，以便在测试时方便观察及操作。
2、实验开始前，应连接好温控仪与加热炉之间的导线，根据实验内容，用导线把“铜电阻”或“热敏电阻”RFQJ”端相接。
实验装置的加温操作步骤如下：接线柱与非平衡电桥的“X PV显示屏”：根据实验温度需要，设定加热温度上限，其方法为：开启温控仪电源，“（1）温度设定SETPVSO”，说明温控仪进入设置状态，0.5秒，“显示的温度为环境温度。
按“显示屏”显示“”键SV显示屏”最低位数字闪烁，表示这一位可以用“上调”或“下调”键调整大小，每按一次“位这时，“移”键，闪烁位随即移动一位，即调节位改变，如此，即可把需要上限温度设置好。
设置完毕，再按一下SETPVSV显示屏”“显示屏”显示加热炉实时温度，“”键，设置程序结束。
这时“显示设置上限温度。
温控仪进入“测量”状态。
（在温度设定时，仪器上“加热选择”开关置于“断”处）图3 非平衡直流电桥结构图（2）加热：根据环境温度和所需升温的上限及升温速度来确定温控仪面板上“加热选择”开关的位置。
1, 2, 31”档为最该开关分为“”三档，由“断”位置转到任意一挡，即开始加热，升温的高低及速度以“35~10?C时，应将加热档低、最慢，“，一般在加热过程中温度升至离设定上限温度”档为最高、最快位降低一档，以减小温度过冲。
总之：在加热升温时，应根据实际升温需求，选择加热档位；加热档位的选30?C230?C20?C~”档；当差距大于择可参考：环境温度与设定温度上限之间的差距为时，宜选择“3”档。
由于温度控制受环境温度、仪表调节、加热电流大小等诸多因素的影响，因此实验时时，宜选择“需要仔细调节，才能取得温度控制的最佳效FQJ Cu50铜电阻或：在加热过程中，根据实验内容，调节系列非平衡直流电桥，可进行（3）测量0.5?51.7k?MF2热敏电阻特性的测量。
（测量时连接导线的直流电阻估计值为左右）（4）降温：实验过程中或实验完毕，可能需要对加热铜块或加热炉体降温。