非平衡电桥数据处理方法
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。
非平衡电桥工作原理
E
I g：输出电流、U g : 输出电压
2、非平衡电桥工作原理
设 Rx R1
R4 R2 K 电桥平衡时 R3 R1
R1
B
U
R2
A
R3
C
4
当电阻变化为 Rx R1 R1 时，电桥失去平衡。 实验中所用数字电压表 Rg R1 且令 则有： R1
D
R
E
K Ug E (1 K )(1 K )
R1
B
U
R2
A
R3
C
4
D
R
E
R1
B
U
R2
A
C
4
设Rx＝R1
Rg：电表内阻
R3
D
R
Rx
R2 R3 E [ R2 R3 R4 R2 Rg ( R3 R4 )]I g R4 E [ R3 R4 ( R2 Rg )( R3 R4 )]I g R2 R3 R4 E [ R2 R3 R4 R2 Rg ( R3 R4 )]U g R4 Rg E [ R3 R4 ( R2 Rg )( R3 R4 )]U g
U g (V )
( R1 / R1 )
g U 作 ，由图中求出最大非线性误
差 SV 0 和零点灵敏度 D ，与理论值比较。
数据处理之二
2、测量铜电阻的电阻温度系数
次
数 1
2
3
4
5
6
7
89Biblioteka 10T (℃)U 0 (V )
用作图法和最小二乘法处理数据，进 而求出铜的电阻温度系数 。
问题思考
项目
实验原理 实验内容 数据处理 实验仪器 操作要点 问题思考
【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
高中物理竞赛中不平衡电桥电路的几个分析方法
在这 种情况 下 ，用基 尔霍 夫 定 律 来 计 算 就 很 复 杂 ，而 应用 戴维 南定理 就 比较 方便 ．
② 戴维 南定 理 的 ２个 关键 步 骤 ：求开 路 电压 Ｕ曲 和 等效 电阻 Ｒ曲，在 计 算 开 路 电压 时 ，必 须 注 意 代 替含 源二端 网络 的等 效 电压 源 的极 性 与 开 路 电压 ｕ曲保持 一 致 ，如 果 求得 的 【，西是 负 值 ，则 电动 势 的 极性 与 图 ５中的相反 ；而求等 效 电 阻 Ｒ曲时 ，必须 将 网 络 内的各个 电源除 去 ，仅保 留电源 内阻．
例 ５ 用 Ｙ一△ 等 效 变 换 的 方 法 求 解 例 １中 电阻 Ｒ 、Ｒ。上 的 电 流 、Ｊ。．
因图 １中 Ｒｚ、Ｒ 、 析 Ｒ 为 △ 形 接 法 ，
用 Ｙ一△ 等效 变 换 法 将 此 △ 形接 法 变 换 成 Ｙ 形 接 法 ， 如 图 １１所 示 ，则 对 应 的 Ｙ 接法 中等效 电阻为
如 图 ６，将 图 中 另 ２ 析 个 节 点 ｃ、ｄ标 出 ，各 个 电 阻 上 的 电 流 方 向 如 图 所 示 ． 设 ｄ 接 地 ，则 一 ０， 一 １２ Ｖ，则各 支路 电流用 节 点 电位可表 示 为
图 ６
图 ３
图 ４
再 求等 效 电阻 Ｒ曲，这时将 电源 电动 势 除 去 ，如 图
设 Ｒ 与 Ｒ。的电流 为 Ｊ ，Ｒ。与 Ｒ 的电流 为 Ｊｓ ，则
ｕ 一Ｉ 。Ｒ 一Ｉ。 Ｒ ＝＝＝ －鲁 Ｒ。一 Ｒ 一
（
× １２一
× ｌ２） Ｖ ＝ ５ Ｖ．
即等效 电源 的电动势 为 一５ Ｖ．
６ ６
该点 和零 电位 点之 间的 电压值 ．
例 ３ 用节 点 电位 法 求 例 １ 中 理 想 电 流 表 ④ 的 读 数．
(普通物理实验)非平衡电桥
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。
3．测量前，为什么使RT在冷水中时微安表基本无偏 传，RT在沸水中时微安表接近满偏？
4．微安表和电源的正负极可随便接
RT
吗？为什么？
答：不可以。通过微安表的电流必须 从正极进，负极出。例 如根据电路 R3
图，当温度升高时，RT阻值下降，Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 电压比D点高，所以电流从B点到D点，
即微安表正极必须连B点，负极连D点。
如果RT位置或电源极性方向改变，微 安表的接法也应随之改变。
E
B
R2
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
1l8 (12.4d)1(1.6d)
DH
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。
l1
Hι
3.600
T－1
（2.620，3.540）
(×10－3K-1）
3. 500 2.600 2.700 2.800 2.900 3.000 3.100 3.200 3.300
思考题
1．非平衡电桥与平衡电桥有什么异同？ 答：两种电桥的异同：电路相同；
不同在于：平衡电桥；调平衡后，利用电压关系求电阻 ；
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。
非平衡电桥
非平衡直流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、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；［实验原理］FQJ-Ⅲ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，双臂直流电桥，非平衡直流电桥，下面对它们的工作原理分别进行介绍。
(一)单臂电桥(惠斯登电桥)单臂电桥是平衡电桥，其原理见图1，图2为FQJ-Ⅲ型的单臂电桥部分的接线示意图。
图1单桥的原理 图2单桥测量电阻图1中：R 1、R 2、R 3、R 4构成一电桥，A 、C 两端供一恒定桥压U s ，B 、D 之间为有一检流计G ，当平衡时，G 无电流流过，BD 两点为等电位，则： U BC =U DC ,I 1=I 4,I 2=I 3 下式成立：I 1R 1=I 2R 2 I 3R 3=I 4R 4由于R 4=R x ，于是有4321R R R R = R 4为待测电阻P x ，R 3为标准比较电阻，式中K=R 1/R 2，称为比率，一般惠斯登电桥的K 有0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000等。
本电桥的比率K 可以任选。
根据待测电阻大小，选择K 后，只要调节R 3，使电桥平衡，检流计为0，就可以根据(1)式得到待测电阻R x 之值。
3321KR R R R R x =⋅= (1)(二)双臂电桥(开尔文电桥) 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。
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 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。
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。
非平衡直流电桥测电阻实验数据及处理
非平衡直流电桥测电阻实验数据及处理要进行非平衡直流电桥测电阻的实验，首先需要准备以下材料和设备：1. 电阻器：需要测量的电阻器。
2. 直流电源：提供电流给电桥电路。
3. 电阻板：用于调节电阻值，以使电桥处于非平衡态。
4. 可调电位器：调节电阻板上的电阻值。
5. 比较电阻：已知电阻值的电阻器，用作对照。
6. 滑动变阻器：用于调节电桥的灵敏度。
7. 没有电阻的滑动变阻器：用于调零电桥。
实验步骤：1. 将滑动变阻器的游梁部分移动到零位，使电桥处于平衡状态。
2. 将电源接入电桥，调节电源的电压，以确保电桥的电流不超过电阻器能承受的最大电流。
3. 将电阻板插入电桥电路中，使电桥失去平衡。
4. 调节滑动变阻器和可调电位器的电阻值，使电桥重新达到平衡。
5. 记录电桥平衡时的滑动变阻器和可调电位器的电阻值。
6. 重复步骤3-5，直到得到多个数据对。
7. 使用已知电阻值的比较电阻替换电阻板，重复步骤3-6，以获得更多数据对。
8. 对每个数据对，计算电桥电路中的未知电阻值。
数据处理：1. 将获取的滑动变阻器和可调电位器的电阻值代入电桥电路的平衡条件方程中，解方程得到未知电阻值。
2. 对不同的数据对重复上述步骤，计算得到的未知电阻值应接近且具有较小的标准差。
3. 对多次实验得到的未知电阻值进行平均，得到最终的测量结果。
4. 计算未知电阻值的不确定度，可根据实验条件和仪器精度进行评估。
注意事项：1. 在进行实验前，应确保电源电压和电流不会损坏电桥电路和电阻器。
2. 在调整滑动变阻器和可调电位器的电阻值时，应小心操作，确保调节精度和准确性。
3. 需要注意测量的电阻器的温度系数，如有需要，应进行温度补偿。
4. 实验过程中应注意防止接线松动或短路等问题，以避免影响测量结果的准确性。
非平衡直流电桥
非平衡直流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、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；［实验原理］FQJ-Ⅲ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，双臂直流电桥，非平衡直流电桥，下面对它们的工作原理分别进行介绍。
(一)单臂电桥(惠斯登电桥)单臂电桥是平衡电桥，其原理见图1，图2为FQJ-Ⅲ型的单臂电桥部分的接线示意图。
图1单桥的原理 图2单桥测量电阻图1中：R 1、R 2、R 3、R 4构成一电桥，A 、C 两端供一恒定桥压U s ，B 、D 之间为有一检流计G ，当平衡时，G 无电流流过，BD 两点为等电位，则： U BC =U DC ,I 1=I 4,I 2=I 3 下式成立：I 1R 1=I 2R 2 I 3R 3=I 4R 4由于R 4=R x ，于是有4321R R R R =R 4为待测电阻P x ，R 3为标准比较电阻，式中K=R 1/R 2，称为比率，一般惠斯登电桥的K 有0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000等。
本电桥的比率K 可以任选。
根据待测电阻大小，选择K 后，只要调节R 3，使电桥平衡，检流计为0，就可以根据(1)式得到待测电阻R x 之值。
3321KR R R R R x =⋅= (1)(二)双臂电桥(开尔文电桥) 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。
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非平衡电桥数据处理方法
实验数据示例：
25
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α。
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+α t) )
（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+α t)比较，则可计算出α的数值。
由R 0×α=0.2429 则可得到α=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 e
R 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100Ω，U s ＝ 1.3V ，U 0
则为测量值。
）
2.由△R 值求出Rt 值
4.由1/T 为坐标横轴，由Rt 为坐标纵轴，绘出热敏电阻温度变化曲线。
在Excel 中输入Rt 和1/T 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“指数”，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。
由图中的公式对比经验公式
11
/
298
250
n
n
B
B T
T
t
R R e R e
⎛⎫
-
⎪
⎝⎭
==可知，Bn=3078.5。