非平衡直流电桥数据处理参考
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
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。
非平衡直流电桥实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除非平衡直流电桥实验报告篇一：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(:非平衡直流电桥实验报告)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。
实验内容：此处仅对2.（2）的作图给出范例（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。
篇二：直流电桥实验报告清华大学实验报告系别：机械工程系班号：72班姓名：车德梦（同组姓名：）作实验日期20XX年11月5日教师评定：实验3.3直流电桥测电阻一、实验目的（1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；（2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；（3）了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。
（4）数字温度计的组装方法及其原理。
二、实验原理1.惠斯通电桥测电阻惠斯通电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。
大学物理实验直流非平衡电桥讲义
直流非平衡电桥(实验讲义)2012 年 09 月 08 日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。
实验仪器图 1：非平衡电桥电路图稳压电源、电阻箱、万用表（用作毫伏表）、Keithy2000（用作微伏特表）、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 1 所示，当 R 3/R 2=R 4/R 1 时，电桥平衡，即：I g =0，U g =0；当用 R 4+ΔR 代替R 4 时，R 3/R 2 不等于R 4+ΔR/R 1，此时，I g 不等于 0，U g 不等于 0，为非平衡状态。
【大学物理实验(含 数据+思考题)】非平衡电桥电压输出特性研究实验报告
实验4.17 非平衡电桥电压输出特性研究一、实验目的（1）了解非平衡电桥的工作原理。
（2）研究非平衡电桥电压输出特性。
二、实验仪器FQJ 型非平衡电桥、电桥接线板、电阻箱、稳压电源、电压表等。
三、实验原理如图，对于非平衡电桥电路，平衡时，U AB =0；R 4=kR 3(k =R 2R 1⁄)。
当桥臂电阻R 4变化ΔR 时，电桥输出的电压U AB ，U AB 相关于ΔR 。
反之，测出U AB ，则可以推导出ΔR 。
由此我们讨论三类情况：单臂输入、双臂输入和四臂输入。
一、单臂输入时电桥电压的输出特性：当电桥平衡时有R 1:R 3=R 2:R 4,U AB =0,突然使R 4=R 0+ΔR ，则U AB ≠0。
若电源电压为U 0,则有：U AB =U A −U B=(R 0+∆R R 0+R 2+∆R −R 3R 1+R 3)∗U 0 =R 1∗∆R(R 3+R 1)(R 2R 0+∆RR 0+1)R 0∗ U 0令电桥倍率K = R 1/R 3。
则可知R 1/R 3=R 2/R 0,上式化简得：U AB=ΔR R 0(1+K )+ΔR R 0⋅K1+K ⋅U 0且当ΔR ≪R 0时，上式可化简得：U AB=KU0⋅ΔR (1+K)2R0定义SU=UAB/ΔR为电桥的输出电压灵敏度，则有：S u=KU0 (1+k)2R0由此可知S U与k\U0相关。
且当电压一定时，k=1时，电桥的输出电压灵敏度最大：S max=U0 4R0二、双臂输入时电桥电压的输出特性：非平衡电桥中，若相邻臂内接入两个变化量相同而变化量符号相反的可变电阻，这种电桥电路称为半桥差动电路。
例如，R0增加ΔR，R2减少ΔR。
平衡时有R1:R3=R2:R0,在对称情况下R1=R3=R0=R2=R,则：U AB=U0⋅ΔR 2R0S U=U0 2R0可得半桥差动电路得输出电压灵敏度比单臂输入时得最大电桥电压灵敏度提高了一倍。
三、四臂输入时电桥电压的输出特性：在非平衡电路中，两个相邻的桥臂间变化量相等，变化量符号相反，且两个变化符号相同的桥臂接入相对桥臂内，这种电路叫全桥差动电路。
非平衡电桥数据处理方法[整理版]
![非平衡电桥数据处理方法[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/630b07d60d22590102020740be1e650e52eacf70.png)
非平衡电桥数据处理方法实验数据示例：1.直流平衡电桥测量室温铜电阻R/R＝k=1,＝ 1.3Vs25实验数据处理示例：(1) 根据由平衡电桥测量的数据作铜电阻的R(t)-t曲线，由此求出电阻的温度系数 。
与理论值(43×10-4/︒C)比较，求出百分误差，并写出表达式。
(公式: R(t)=R0(1+ t) )由于R1=R2=100 ，则R＝k=1，故Rx就等于R3（实验课本20页）直线拟合铜电阻温度变化曲线。
在Excel中输入t和R x两组数据，选中数据并单击“插入”菜单中的“图表”选项，选择“XY散点图”，单击“下一步”按钮，出现有实验数据的散点图，再单击“下一步”按钮，在出现的对话框的“标题”选项卡中填写图表标题、X和Y轴标注，单击完成按钮，出现一个有坐标标注的散点图。
右键单击数据点，在出现的菜单中选择“添加趋势线”，在出现的对话框的“类型”选项中选择“线性”，在“选项”选项卡中选择“显示公式”，单击“确定”。
对图进行进一步调整，即为合要求的电阻温度变化曲线图。
由图可知直线斜率为0.2429，与公式R(t)=R 0(1+ t)比较，则可计算出 的数值。
由R 0× =0.2429 则可得到 =0.2429/50.829=0.0047787 再与理论值43×10-4比较，计算百分误差：百分误差=(43-47.787)×10-4/43×10-4=11%(2) 根据由非平衡电桥测量的数据R(t)，在坐标纸上以t ︒C 为横坐标、R(t)为纵坐标作图, 用最小二乘法拟合曲线，求出材料常数B n (教材公式3.2.35), 得到经验公式。
11/298250n n B B T T t R R eR e ⎛⎫- ⎪⎝⎭==, 其中： /298025n B R R e -=（指数拟合热敏电阻温度变化曲线）1.先由测量出来的的U 0利用资料上公式（5）来求解出△R 的大小（可用Excel 的公式进行处理）20()()s R R U R R U R R U '+∆=''-+（式中的R 取测量出来的R 25的数值，R ’则等于R 1和R 2，等于100 ，U s ＝ 1.3V ，U 0则为测量值。
(普通物理实验)非平衡电桥
注意绝对误差取一位，及末尾对齐
思考题：
1. 如何判断小球在作匀速运动？
答：测量小球下落过程中不同段的路程和以及对应的时间和， 由求出这两段路程的平均速度，比较这两个速度看是否相等。 如果大致相等的，由此可以判断小球在做匀速运动。
2. 斯托克斯定理成立的条件是什么？实验室对这些条件都满 足吗? 对不满足的条件如何处理？
阻。 2．热敏电阻有什么样的温度特性？为什么要用非平衡电
桥而不是平衡电桥测量热敏电阻的温度特性？ 答：电阻值随温度变化而变化。
若用惠斯登电桥测量电阻时，电桥应调到平衡状态。由 于被测电阻阻值变化很快，电桥很难调到平衡，这时用 非平衡电桥测量较为方便。它不需调平衡，即不需要Ig ＝0，而是通过Ig求电阻。
答：光滑的小球在无限宽广的均匀液体中下落，并无涡流产生。 实验中小球是在内径为D的玻璃圆筒中的液体里下落，不能满 足无限深广的条件。但当圆筒直径比小球直径大很多、液体 高度远远大于小球直径时，其差异是微小的，所以只需在斯 托克斯公式后面加一项修正值。
3. 为什么要用（1）式计算粘滞系数，而不用（5）式？
除此之外，还可以用数字多用 表（电阻档）代替惠斯登电桥。
1 落球法测量粘滞系数
测量原理： ( ' )gd 2t
1
18l
(1 2.4 d )(11.6 d )
D
H
D
修正项
起初速度小，重力大于其余两个 力的合力，小球向下作加速度越 来越小的加速运动；随着速度的 增加，粘滞阻力也相应的增大，
合力相应的减小。
均错下：落部由于时分d不间学是，生独立最求的后出变带量了，到5不个粘可小用滞误球系差的传数平递的公均式公直求式相径中对，误计差再算。求。平
非平衡电桥数据处理方法
非平衡电桥数据处理方法非平衡电桥是一种用来测量物理量（如电阻、电容、电感等）的仪器。
在电桥中，当被测量的物理量发生变化时，电桥中的电流也会发生改变，从而产生一个非零的输出电压。
为了正确测量被测量物理量的值，我们需要对非平衡电桥的数据进行处理。
数据处理方法可以分为两个方面：一是对原始数据进行预处理，使得数据更加准确可靠；二是通过适当的数学方法对数据进行分析和处理，提取所需的信息。
1.预处理方法：a.温度补偿：非平衡电桥中，温度对电路元件的电阻、电容和电感等造成影响。
因此，需要对温度进行补偿，使得测量结果准确。
一种常用的方法是测量电桥违差和环境温度，通过相关关系进行补偿。
b.电源供电稳定性处理：非平衡电桥需要一个稳定的电源来提供电流。
如果电源的供电不稳定，可能会导致测量结果的误差。
因此，可以通过对电源进行滤波、稳压等处理，提高供电的稳定性。
c.噪声滤波处理：在实际测量中，存在各种噪声源，如电磁干扰、输入偏置电流等。
对于非平衡电桥的数据处理，需要对这些噪声进行滤波，以提高信号质量。
常用的滤波方法包括低通滤波、中位值滤波等。
2.分析和处理方法：a.校准和标定：非平衡电桥的输出信号与被测量物理量之间存在一定的函数关系。
在使用电桥进行测量前，需要进行校准和标定，以确定该函数关系。
校准可以通过设置已知值的被测量物理量，比较测量结果和已知值来进行。
标定可以通过使用标准器具进行，如标准电阻箱、标准电容器等。
b.数据采集和记录：非平衡电桥的输出信号通常是模拟信号，需要使用AD转换器将其转化为数字信号。
通过数据采集和记录，可以将原始数据保存到计算机中，以备后续的处理和分析。
c.数据分析方法：对于非平衡电桥的数据处理，可以采用各种数学方法进行分析，如拟合、插值、差分等。
拟合可以用来找到测量数据与理论模型之间的最佳拟合曲线，以得到被测量物理量的准确值。
插值可以用来填充缺失的数据点，以减小测量误差。
差分可以用来对数据进行微分或积分，以得到被测量物理量的变化率或总量。
非平衡直流电桥(1)
非平衡直流电桥【教学目的】1. 学习直流单臂电桥(惠斯登电桥) 和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；2. 用直流单臂电桥测量室温铜电阻；3. 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。
【教学重点】熟练并准确地使用直流单臂电桥测量室温铜电阻以及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。
【教学难点】理解并掌握直流单臂电桥(惠斯登电桥) 和非平衡直流电桥电压输出方法（卧式电桥）测量电阻的原理及方法。
【课程讲授】提问：1.测量电阻的方法有哪些？2.本实验用什么方式来测量电阻？测量原理是什么？一、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R3若检流计无电流流过，电桥平衡，有测量公式：321R R R R x ⋅=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：s U R R R R R R R R U ⋅++-=))((334131420对于4231R R R R =,00=U ,固定1R 、2R 、3R ,取R R R ∆+→44，上式变为：s U R R R R R R R R R R R R R U ⋅+∆+++-∆+=)())((323341312420对于卧式电桥R R R ==41，R R R '==32，R R '≠,上式变为：RR RR U U s ∆⋅+⋅∆⋅=211140 于是测量表达式为：R U U U R s ⋅-=∆024二、实验仪器AFQJ-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、实验步骤1.用直流单臂电桥测量室温铜电阻1）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。
直流非平衡电桥附录
（11）常用半导体热敏电阻的B 值约为1500～5000K 之间。
②用非平衡电桥进行热敏电阻线性化设计的方法。
在图1中，R 1、R 2、R 3为桥臂测量电阻，具有很小的温度系数，Rx 为热敏电阻，由于只检测电桥的输出电压，故R L 开路，根据（2）式有式中可见U 0是温度T 的函数，将U 0在需要测量的温度范围的中点温度T 1处，按泰勒级数展开（12）其中式中U 01为常数项，不随温度变化。
U 0'（T -T 1）为线性项，U n 代表所有的非线性项，它的值越小越好，为此令 =0，从U n 的三次开始是非线性项， 且数值很小，可以忽略不计。
（12）式中U 0的一阶导数为将代入上式并展开求导可得：U 0的二阶导数为令 =0，可得：TB2Ae )T 2B ()T 2B (R --+=0Un )T (T U U U 10010+-'=+n13n 0(n)210)T (T U n!)T (T U Un -∑∞-''==+121TBX e A R =ER R R Rx R Rx U 31320⋅'⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+='T B X e A R =0U ''E R R R RxR RxU 31320⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=0U ''ET )Ae R (AeBR U 22T B 2TB20⋅+-=''⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅+-=''E T )Ae R (Ae BR U 22T B2T B20E Ae )T 2B ()T 2B (R T )Ae R (AeBR TB243T B2TB2⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧--++=2TB R T 2B Ae ⋅+=即也就是 13）根据以上的分析，将（12）线性函数部分改为如下表达式：（非线性部分是系统误差，忽略不计）U 0=λ+m(t-t 1) （14）式中t 和t 1分别T 和T 1对应的摄氏温度，λ为U 0在温度T 1时的值；m 为 U 0' 在温度T 1时的值：（15）（16）③线性化设计的过程如下：根据给定的温度范围确定T 1的值，一般为温度中间值，例如设计一个30.0~50.0℃的数字表，则T 1选313K ，即t 1=40.0℃。
非平衡直流电桥数据处理参考
非平衡直流电桥数据处理参考非平衡直流电桥是一个用于测量电阻的装置，其数据处理方法与平衡电桥有所不同。
以下为非平衡直流电桥数据处理方面的参考。
一、基本原理非平衡直流电桥是利用电阻的电压降来测量电阻的方法。
它利用两个电阻R1和R2来组成电桥，其中R1是待测电阻，R2是已知标准电阻。
在电桥的输入端施加一个直流电压，当电桥处于平衡状态时，R1和R2上的电压相等，即V1=V2。
但是，当电桥处于非平衡状态时，R1和R2上的电压不再相等，即V1≠V2。
通过测量R1上的电压降V1和R2上的电压降V2，可以计算出待测电阻R1的阻值。
二、数据处理方法非平衡直流电桥的数据处理方法包括以下步骤：1.记录测量数据在电桥处于非平衡状态时，记录下R1和R2上的电压降V1和V2，以及输入电压V0。
2.计算电压比计算R1和R2上的电压降之比，即ΔV=V1-V2/V0。
3.计算待测电阻根据ΔV与待测电阻的关系式，可以推导出待测电阻的表达式：R1=(ΔVR2/ΔU-R2)/ΔU其中，ΔU表示R1和R2之间的电压差，即ΔU=V1-V2。
4.数据处理注意事项在进行非平衡直流电桥数据处理时，需要注意以下几点：（1）要保证测量数据的准确性，需要对电压表进行准确的校准，以保证测量结果的可靠性。
（2）在计算电压比时，要将ΔV的值计算到小数点后四位或更高精度，以减小误差。
（3）在计算待测电阻时，要将表达式中的分母ΔU计算到小数点后四位或更高精度，以减小误差。
（4）在测量电阻时，要保证电桥的稳定性，避免外界干扰对测量结果的影响。
三、实验结果分析假设实验中使用的标准电阻R2=100Ω，测得ΔV=0.05，则根据上述数据处理方法，可以计算出待测电阻R1的阻值为：R1=(ΔVR2/ΔU-R2)/ΔU=(0.05×100/0.05-100)/0.05=200/0.05=4000Ω通过实验结果分析可以发现，所测得的电阻值与标准电阻值相差较大。
这可能是因为实验过程中存在误差导致的，如电压表误差、数据处理误差等。
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。
非平衡直流电桥数据处理参考
非平衡直流电桥数据处理参考注意：1.关于图解法要求，请参考书本P19-20。
2.计算过程要代入数据，不可直接给出结果。
符号约定：预调平衡时铜电阻的电阻值：R 0 AC 点间的电压：Ｕs BD 点间的电压：U 0电阻/温度的斜率：k 待测铜电阻阻值：R一、卧式电桥数据处理：注：00(14/)s R R U U =⨯+，其中R 0=53.72Ω U s =1.30V1、用坐标纸作图注：极限误差(在不超过其测量精度的情况下，取坐标纸上最小格所代表的物理量的一半)Cm t ︒=∆5.00.1R m ∆=Ω2、先从拟合线上面取两点数据，再计算斜率及斜率的不确定度：())(18.0,54.2,11=R t ，())(61.0,62.0,22=R t （注：不可取测量的数据点）()C t t t ︒=-=-=∆0.430.180.6112 ()Ω=-=-=∆8.72.540.6212R R R0.50.41t m u C===︒0.10.082R m u C===︒7.80.18(/)43.0R k C t∆===Ω︒∆因此电阻和温度的关系即为：0'0.18R R t=+⨯（注'0R 为t=0C ︒时的电阻值）把()22,R t 代入上式得： ()Ω=0.51'0R 则k 的相对误差为：1.4%k E ===所以：0.18 1.4%0.0025(/)k k u k E C ==⨯=Ω︒3、计算电阻温度系数及其相对误差电阻温度系数：()1000.180.0035''51.0R k C R tR α-∆====︒∆电阻温度系数的不确定度为：()100.00250.000050.0001'51.0k u u C R α-===≈︒总结：()10.00350.0001 (P0.683)0.0001E 2.9%0.0035u Cu αααααα-⎧=±=±︒=⎪⎨===⎪⎩二、 立式电桥数据处理 （略，方法同上，要求用立式电桥计算出电阻温度系数及其不确定度）三、讨论：A 、谈谈你对本实验的理解。
非平衡电桥及应用实验报告
由于单臂电桥未知臂的内引线、被测电阻的连接导线及端钮的接触电阻等影响，使单臂电桥测量小电阻时准确度难以提高，双臂电桥较好地解决了测量小电阻时线路灵敏度、引线、接触电阻所带来的测量误差，而且属于一次平衡测量，读数直观、方便。
下图为双臂电桥的原理图
由图可知，双臂电桥在单臂电桥的基础上，增设了电阻R1、R3′构成另一臂，被测电阻Rx和标准电阻RN均采用四端接法，C1、C1′两个电流端，接电源回路，从而将这两端的引线电阻、接触电阻折合到电源回路的其它串联电阻中，P1、P2、P1′、P2′是电压端，通常接测量用的高电阻回路或电流为零的补偿回路，使这它们的引线电阻和接触电阻对测量的影响大为减少。C2、C2′两个电流端的附加电阻和连线电阻总和为r，只要适当调整R1、R2、R3、R3′的阻值，就可以消除r对测量结果的影响。当电桥平衡时，得到以下三个回路方程：
从而求得
从式中可以看出，双臂电桥的平衡条件与单臂电桥的平衡条件的差别在于多出了式中的第二项。
如果满足以下条件 ，则双臂电桥的平衡条件为：
在本电桥内部，通过特殊结构，使R3、R3′保持同步，处于任意位置都能保持相等，R1和R2则是10n可调节电阻，只要调节到R1=R2即可。
（2）非平衡电桥
下图为非平衡电桥的原理图
非平衡电桥及应用
摘要：本实验利用FQJ-Ⅲ型教学用非平衡直流电桥进行平衡电桥（惠斯通电桥、开尔文电桥）和非平衡电桥（卧式、立式）的测量，并且采用电压输出、功率输出等形式。实验测量金属铜和热敏电阻的阻值，并计算铜电阻的温度系数。
关键词：非平衡电桥温度系数热敏电阻
引言：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或功率输出，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。
FQJ型非平衡直流电桥使用说明书
90 69.26 69.47 69.68 69.90 70.11 70.33 70.54 70.76 70.97 71.18
100 71.40 71.61 71.83 72.04 72.25 72.47 72.68 72.90 73.11 73.33
110 73.54 73.75 73.97 74.18 74.40 74.61 74.83 75.04 75.26 75.47
60 62.84 63.05 63.27 63.48 63.70 63.91 64.12 64.34 64.55 64.76
70 64.98 65.19 65.41 65.62 65.83 66.05 66.26 66.48 66.69 64.76
80 67.12 67.33 67.54 67.76 67.97 68.19 68.40 68.42 68.83 69.04
0 50.00 50.21 50.43 50.64 50.86 51.07 51.28 51.50 51.81 51.93
10 52.14 52.36 52.57 52.78 53.00 53.21 53.43 53.64 53.86 54.07
20 54.28 54.50 54.71 54.92 55.14 55.35 55.57 55.78 56.00 56.21
作惠斯登电桥测量时，电桥可采用“二端”或“三端”法测量，测量时，如接线短、引线电阻 小可采用二端法接线；接线长、引线电阻较大时，为消除或减小引线误差，可采用三端法接线。接
（a）
（b）
图 1 “二端”法及“三端”法接线示意图
线方法见下图：
采用“二端”法测量时按图 a，○2 、○3 二接线端组短接，被测电阻分别接在○1 ○3 两端钮上。
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非平衡直流电桥数据处理参考
注意：1.关于图解法要求，请参考书本P19-20。
2.计算过程要代入数据，不可直接给出结果。
符号约定：
预调平衡时铜电阻的电阻值：R 0 AC 点间的电压：Ｕs BD 点间的电压：U 0
电阻/温度的斜率：k 待测铜电阻阻值：R
一、卧式电桥数据处理：
注：00(14/)s R R U U =⨯+，其中R 0=53.72Ω U s =1.30V
1、用坐标纸作图
注：极限误差(在不超过其测量精度的情况下，取坐标纸上最小格所代表的物理量的一半)
C
m t ︒=∆5.0
0.1R m ∆=Ω
2、先从拟合线上面取两点数据，再计算斜率及斜率的不确定度：
())(18.0,54.2
,11=
R t ，())
(61.0,62.0
,22=R t （注：不可取测量的数据点）
()C t t t ︒=-=-=∆0.430.180.6112 ()Ω=-=-=∆8.72.540.6212R R R
0.50.41
t m u C
=
=
=︒
0.10.082
R m u C
=
=
=︒
7.80.18(/)
43.0
R k C t
∆=
=
=Ω︒∆
因此电阻和温度的关系即为：
0'0.18R R t
=+⨯
（注'0R 为t=0C ︒时的电阻值）
把()22,R t 代入上式得： ()Ω=0.51'0R 则k 的相对误差为：
1.4%
k E =
=
=
所以：0.18 1.4%0.0025(/)k k u k E C ==⨯=Ω︒
3、计算电阻温度系数及其相对误差
电阻温度系数：
()
1
000.180.0035''
51.0R k C R t
R α-∆=
=
==︒∆
电阻温度系数的不确定度为：
()
1
00.00250.000050.0001'
51.0
k u u C R α-=
=
=≈︒
总结：()1
0.00350.0001 (P
0.683)
0.0001
E 2.9%0.0035u C
u α
ααααα-⎧=±=±︒=⎪⎨=
==⎪⎩
二、 立式电桥数据处理 （略，方法同上，要求用立式电桥计算出电阻温度系数及其不确定度）
三、讨论：
A 、谈谈你对本实验的理解。
答：（略）
B 、非平衡电桥在工程中有哪些应用？试举一、二例。
答：（略）
C 、非平衡电桥之立式桥为什么比卧式桥测量范围大？
答：（略）
D 、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？ 答：（略）。