用示波器实现交流电桥的分别平衡
用示波器作为交流电桥平衡指示器的研究
、
０ 即两个复数相等（ ＝ ） 其平衡条件是 ｚ ＝ ， ， 。 ． 这说明 Ｄ两 点 ， 单是 ＝ （ 不 幅度 相等 ） 还必 须 。＝ 。 相 位相 等 ） 即 ， （ ，
＝
ｚ ｌ３：ｚ ｚ 和 ， ，＝ ＋ ． ｚ ２４ ＋ 这便是交流电桥的平衡条件．
间的关 系 ， 能较 方便 地调节 交流 电桥 的平衡 度． 也
１ 实验原 理
图 ｌ 交流 电桥 电路
下面就用示波器来替代图（ ）中的 ◎ 进行实验 使用示波器前将各 １
旋 钮放在 左 右 可调 的中 间 位置 ， 后 接通 电源 ， 率调 至 ｌ Ｈ 预 热 １ 然 频 Ｋ ｚ，
平衡 ， 以便提高电桥的灵敏度． 当示波器上 出现一个椭圆（ 图 ２ 如 所示 ）的图形 时， 反复调节 电桥的桥臂， 使 椭 圆逐渐 趋 向一条严 格地 与 轴 （ ｌ ） ４ 。 的直线 时 （ 图 ｃ 或 ， 成 ５角 轴 如 所示 ） 这 就说 明 电桥 已达到 平衡． 后 ， 最 用公式（ ） （ ）算 出 、 的值． １ 、２ ， 测量一 ： 取 。＝ｌＯ ｏｎ， 别调 节 和 尺 、 ， ， 电桥 达 到平衡 时 ， ＝０４Ｈ， ０ 分 足 、 当 ． ＝ ＝ １ｏＱ， ２＝８ ． （ 用表 粗测 ） 利用 公式 （ ） （ ） 以得到 ： ｏ ｒ ９７Ｑ 万 ， １和 ２可 Ｒ ／ ， ：０ ４Ｈ （ Ｒ ｘ ． 结果与标准电感器上 的读数一样） ｒ Ｒ ／ ×（２＋ ２ ＝８ ． （ ＝ ４ Ｒ ｒ ）一 ９ ７ Ｑ 万用 表粗测 ｒ ＝８ ． ９ ８Ｑ）
２ 实验测 量与计 算
按 图 ３接好 线路 ， 接线 后检 查线 路 ． 开关 处 于 “ 断开 ”状态 ， 调 试示 波 器 ， 定示 波 器 处 于正 常 的工 先 确
交流电桥的示波器测量方法
示波管Ｘ、ｙ偏转板上，从ｘ—ｌ，两个方向合成。
当电桥不平衡时，给定Ｒ。
＝１０００ｆｌ，Ｃ。
＝０．２ｔｚＦ，示波器上可观察到合成的波形呈椭圆状如图５，说明Ｕ。
、Ｕ。
的波形相位、幅值不同，电桥不平衡。
一２４一
圈３当Ｒｏ：１０００Ｎ，Ｃ００．２一时，ＶＢＡ。
ＶＤＡ波形图
图４当Ｒｏ：ｏ．７９ｌ。
ｃ。
：１．０２７ｐＦ时，Ｋ＾、Ｕ肌波形图图５当Ｒ０＝１０００ｆｌ，Ｃ。
＝ｏ伸２
Ｆ时，调节凡、Ｃｏ使其减小的椭圆状波形
交流电桥的示波器测量方法
作者：胡一莉， 龙长才， HU Yi-li， LONG Zhang-cai
作者单位：华中科技大学,武汉,430074
刊名：
大学物理实验
英文刊名：PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE
年，卷(期)：2009,22(4)
1.刘隆鉴大学物理实验 1997
2.杨俊才大学物理实验教程 2000
3.吕斯骅基础物理实验 2002
4.谢行恕大学物理实验 1999
5.杨述武普通物理实验 2000
本文链接：/Periodical_dxwlsy200904006.aspx。
交流电桥测电容
交流电桥测电容一、实验目的1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法．2．自组交流电桥测量电容及损耗．3．学习使用数字电桥测量电阻、电容．二、仪器与用具低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电阻，数字电桥，开关等．实验原理1．交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂1~Z ，2~Z ，3~Z ，4~Z 通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，ab 间接交流电源E ，cd 间接交流平衡指示器D (毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，c 、d 两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件：1~Z 3~Z =2~Z 4~Z (28.1) 利用交流电桥测量未知阻抗X Z ~ (X Z ~=1~Z )的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的过程．一般来说，X Z ~包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量X Z ~，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置． 图28—12．桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则．(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上．(2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置．(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读数)．关于交流电桥可调参数选取，涉及到电桥结构，电桥平衡过程的收敛性等问题，比较复杂，更深入的讨论可见有关专著．3．测量实际电容的桥路在介绍实际电桥之前，先分析一下实际电抗元件等效电路，实际的电容或电感在电路中往往带有一定的能量损耗(欧姆损耗和介质损耗)，或者说它们的有功功率不等于零，定义元件的品质因素Q 和损耗因子如下 有功无功P P tg Q ==δ1 (28.2)式中有功P ，无功P 分别是元件的无功功率和有功功率，由功率三角形(如图28-2)易得 r X Q = ,X r tg =δ (28.3)式中X 是元件的电抗，r 是元件的有功电阻，δ是元件上电压与电流间位相差的余角，显然Q 值越高，损耗越小，δtg 越大，损耗越大．Q(或δtg )常由实验来测定．如图28-3所示，实际电容，电感可用两种形式的等效电路来表示，(a)为串联式；(b)为并联式．对同一元件的两种等效电路，并不相等，仅在损耗不大时才相等。
交流电桥实验报告
大学物理实验报告（交流电桥）一、实验目的：1 .了解交流桥路的特点和调节平衡的方法2 .学会使用交流电桥测量电容3 .学会使用交流电桥测量电感二、实验原理：图4-13-1是交流电桥的原理线路。
它与直流单臂电桥原理相似。
在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。
频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。
本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，具有足够的灵敏度。
指示器指零时，电桥达到平衡。
一、交流电桥的平衡条件我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。
在交流电桥中电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪，另一对角线ab 上接入交流电源。
Z Z ==•ZxZ 34当其他桥臂的参数已知时，就可决定被测阻抗Z x 的值。
二、交流电桥平衡的分析x下面我们对电桥的平衡条件作进一步的分析。
在正弦交流情况下，桥臂阻抗可以写成复数的形式Z =R +jX =Ze2若将电桥的平衡条件用复数的指数形式表示，则可得Ze j q-Ze j 93=Ze j 92♦Ze j 匕当调节电桥参数，这时有 使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡， 即: U =U acad IZ =IZ U 二U cb （两式相除有: 44 IZ 4^~4IZ33 dbI 2Z2=I 3Z3 当电桥平衡时所以 I =0， 0 由此可得: ZZ =ZZ 1324I =I， 12I =I 34 （4-13-1） 上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘积相等。
由图4-13-1可知，若第一桥臂由被测阻抗Z 构成，则：x 频范围内可采用耳机作为平衡指示器; 频或更高的频率时也可采用 四个桥臂由阻抗元件组成，在 图4-13-1交流电桥原理Z •Ze j （*+中3）=Z •Ze j （中2+中4）根据复数相等的条件，等式两端的幅模和幅角必须分别相等，故有「ZZ =ZZ上面就是平衡条件的另一种表现形式，可见交流电桥的平衡必须满足两个条件：一是相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等；二是相对桥臂上阻抗幅角之和相等。
交流电桥测电容和电感
实验二十八交流电桥测电容与电感交流电桥与直流电桥相似,也由四个桥臂组成。
但交流电桥组成桥臂得元件不仅就是电阻,还包括电容或电感以及互感等。
由于交流电桥得桥臂特性变化繁多,因此它测量范围更广泛。
交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外,还经常用于测量材料得介电常数、电容器得介质损耗、两线圈间得互感系数与耦合系数、磁性材料得磁导率以及液体得电导率等。
当电桥得平衡条件与频率有关时,可用于测量交流电频率等。
交流电桥电路在自动测量与自动控制电路中也有着广泛得应用。
一、实验目得1.了解交流电桥得平衡原理及配置方法.2.自组交流电桥测量电感、电容及损耗.3.学习使用数字电桥测量电阻、电感与电容.二、仪器与用具低频信号发生器,交流毫伏表,交流电阻箱,可调标准电容箱(例如RX7-0型),待测电容,电感线圈,电阻,数字电桥,开关等.实验原理1.交流电桥平衡条件交流电桥就是对比直流电桥得结构而发展出来得,它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似,如图28-1所示,电桥得四个臂,,,通常就是复阻抗(可以就是电阻、电容、电感或它们得组合),间接交流电源,间接交流平衡指示器(毫伏表或示波器等).电桥平衡时,、两点等电位,由此得到交流电桥得平衡条件:= (28、1)利用交流电桥测量未知阻抗 (=)得过程就就是调节其余各臂阻抗参数使(28、1)式满足得过程.一般来说,包含二个未知分量,实际上按复阻抗形式给出得平衡条件相当于两个实数平衡条件,电桥平衡时它们应同时得到满足,这意味着要测量,电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调,而且各臂必须按电桥得两个平衡条件作适当配置. 图28—12.桥臂配置与可调参数选取得基本原则在多数交流电桥中,为了使线路结构简单与实现“分别读数”(即电桥得两个可调参数分别只与被测阻抗得一个分量有单值得函数关系),常把电桥得两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂),这样,除被测外只剩一个臂具有复阻抗性质,此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂),在这样得条件下,由交流电桥得平衡条件得到桥臂配置与可调参数选取得基本原则.(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性),二者应放在相邻得桥臂位置上;反之,应放在相对得桥臂位置上.(2)若取比较臂得两个阻抗分量作可调参数,则当比较臂阻抗分量得联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路得联接方式一致时,二者应放在相邻得桥臂位置;反之,就放在相对得桥臂位置.(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时,则选取辅助臂与比较臂所含电阻中得两个作为可调参数使电桥趋于平衡.(此时一般不能分别读数).关于交流电桥可调参数选取,涉及到电桥结构,电桥平衡过程得收敛性等问题,比较复杂,更深入得讨论可见有关专著.3.测量实际电容,实际电感得桥路在介绍实际电桥之前,先分析一下实际电抗元件等效电路,实际得电容或电感在电路中往往带有一定得能量损耗(欧姆损耗与介质损耗),或者说它们得有功功率不等于零,定义元件得品质因素与损耗因子如下(28、2)式中,分别就是元件得无功功率与有功功率,由功率三角形(如图28-2)易得, (28、3)式中就是元件得电抗,就是元件得有功电阻,就是元件上电压与电流间位相差得余角,显然值越高,损耗越小,越大,损耗越大. (或)常由实验来测定.如图28-3所示,实际电容,电感可用两种形式得等效电路来表示,(a)为串联式;(b)为并联式.对同一元件得两种等效电路,并不相等,仅在损耗不大时才相等。
交流电桥
c
• 调节电桥达平衡时通过交流平衡指示器G的电流为0， 此时c，d两点等势。
当电桥平衡时， 由此可得
I cd 0
c
I1 I 2
则 即
I3 I 4 U cb U db
a
Z1
G
Z2
b
U ac U ad
I1Z1 I 4 Z 4
I 1 Z1 I 4 Z 4 I 2 Z 2 I3Z3
Z1Z 3 Z 2 Z 4 将各阻抗值带入电桥平衡条件， 方程两边实部和虚部分别相等，可得 1 3 2 4
C x Rx tan Ra Cn Rb Rb Rn Ra Rx C x Rn Cn
⑺
实验时反复调节 Cn 和 Rn 的值，直到电桥示零器读数达 最小，电桥平衡，读出电桥平衡时 Cn , Rn 的值，带入⑺ 式即可算出待测电容、损耗电阻和损耗因子。 ⑺式中 2f ，f为交流电源频率。
Z1Z 3 Z 2 Z 4 将各阻抗值带入电桥平衡条件， 1 3 2 4 方程两边实部和虚部分别相等，可得
Ra Cn C x Rb Rb Rn Rx Ra 1 1 D tan C x Rx Cn Rn
主要内容
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容
重点：交流电桥的实验原理 难点：交流电桥的调节平衡的方法
数据记录 数据处理 注意事项 思考题目
实验目的
1．了解交流电桥结构特点； 2．学习和掌握交流电桥的平衡条 件和测量原理及调节平衡的方法； 3．学会用交流电桥测电感、电容 的方法。
实验仪器 交流电桥实验仪 ：DH4518型
（阻抗条件式） —— 模平衡条件 Z1Z 3 Z 2 Z 4 1 3 2 4 （相角条件式） —— 相位平衡条件
测试技术模拟题 (2)
测试技术模拟考试题(1)一、是非题（对的打√，错的打×）（每题2分，共20分）１.所有周期信号都是功率信号。
( )２.电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。
（）３.频响函数反映了系统响应的稳态过程。
（）４.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。
（）５.直流信号具有无限的频谱。
（）６.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等，极性相反。
（）７.压电式传感器不一定要配接前置放大器。
（）８.若传感器的灵敏度为常数，则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。
（）９.在数字信号处理过程中，量化误差大小与A/D转换器的位数无关。
（）10.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。
（）二、选择题（每题2分，共20分）1．提高二阶系统的固有频率，可以扩大系统的工作（）范围。
A.频率B.阻尼C.相位D.幅值2．设时域信号x(t)的频谱为X(f)，则时域信号（）的频谱为X(f＋fo）。
A . B. C. D.3．如果系统的权函数为h(t)，系统的输入x(t)为单位脉冲函数，此时系统输出y(t)为（）A. h(t)x(t)B. x(t)C. h(t)D.无法确定4．若一选频滤波器的幅频特性是：在∞~fc间接近常数，在fc~0之间急剧衰减。
该滤波器为( )滤波器。
A. 低通B. 高通C. 带通D. 带阻5．一个相邻双臂工作的测力电桥，如果将两工作臂的一个应变片均改为两个应变片串联，则电桥的输出电压（）A. 加大一倍B. 减小一倍C. 不变D. 加大两倍6．输入x(t)和输出y(t)的相干函数的取值在０和１之间，可能是（）。
A. 有外界噪声干扰B.系统是非线性的C.输出y(t)是输入x(t)和其它输入的综合输出D. 以上三种7．若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的直流测量用桥的输出是（）A. 直流信号B. 正弦波C. 调幅波D. 脉动波8．记录0~200Hz的正弦信号，宜采用固有频率为（ )Hz的振动子较合适。
用示波器作为交流电桥平衡指示器的研究
用示波器作为交流电桥平衡指示器的研究作者：武征宇来源：《科技视界》2014年第05期【摘要】交流电桥是基础物理实验电磁学部分的重要内容，可以用来培养实验者的观察、分析、判断等各方面能力，并有利于蕴育一种发散广博的物理学思想，在物理学界应用广泛。
本文主要研究示波器作为交流电桥平衡指示器的应用，以电感电桥为例，与课程中经常使用的交流电流表做指示器法进行比较研究。
【关键词】交流电桥；示波器；交流电表；平衡指示器交流电桥主要用来测量电容器的电容量和线圈的电感量，它是电感、电容测量中精确的测量仪器。
测量的前提是实现电桥的平衡，可以看出平衡的准确调处对于实际测量具有重要意义。
1 实验原理交流电桥的电路形式与直流电桥相同，并且都是采用比较法进行测量。
其电路如图1所示。
交流电桥的交流信号为Us；指零器G采用高灵敏度的交流毫伏表或交流检流计等；桥臂中各元件不都是电阻，它们也可以是电容、电感或RLC的组合回路等。
1.1 利用交流电表作为平衡指示器按照交流电桥平衡条件，B、D两B、D点电压幅度相等，相位一致。
即：Z1Z3=Z2Z4在此种条件下，IG=01.2 利用示波器作为平衡指示器在不同的电路连接形式下，做到示波器两条信号线全部接地，即做到将CH1与CH2信号分别接在BC、CD两端，在此时可以采用两种方法进行观测，后续试验均采用李萨如图形法观测，即法②。
①观察B、D两点电位，调节电桥，使Ubc、Ubd的波形基本重合，此时相位、振幅虽有稍小差异，但已接近重合。
②将示波器转换为X-Y模式，将Ubc、Ubd分别加在示波管X、Y偏转板上，从X-Y两个方向进行合成，显示“ADD档”曲线。
不平衡时合成图线为椭圆，平衡时为与X轴或Y轴成45度的直线。
2 实验过程2.1 示波器法将标准电感L2定为0.1H，选取电感值约为10mH的待测线圈Lx。
将示波器CH1信号与CH2信号分别接于AB与BC两端。
将信号发生器频率定在1000Hz，电源电压自2V至10V依次变化，待调节至平衡时记录电阻阻值，并计算处于此时的Lx值。
交流电桥的原理和应用
Z
1ej φ 1·Z3ej φ3=Z2ej φ2· Z4ej φ4
即
Z
1· Z3 e j( φ1+φ3)=Z2· Z3 e j( φ2+φ4)
根据复数相等的条件，等式两端的幅模和幅角必须分别相等，故有
Z 1Z 3=Z 2Z4
(2)
φ1+φ3=φ2+φ4
上面就是平衡条件的另一种表现形式，可见交流电桥的平衡必须满足两个条件：一是
用海氏电桥测量时，其 Q 值为
L
1
Q= =
Rx CnRn
（10）
由式（ 10）可知，被测电感 Q 值越小，则要求标准电容 Cn 的值越大，但一般标准电容
的容量都不能做得太大，此外，若被测电感的
Q 值过小，则海氏电桥的标准电容的桥臂中
所串的 Rn 也必须很大，但当电桥中某个桥臂阻抗数值过大时，将会影响电桥的灵敏度，可 见海氏电桥线路是宜于测 Q 值较大的电感参数的，而在测量 Q＜ 10 的电感元件的参数时则
件可以写成
Rb〔 1
1 j
Cn
〕 =R a〔
1
1 〕
j Cx
Rn
Rx
整理后可得
Cx=C n Ra
(6)
Rb
Rb
Rx=R n Ra
(7)
而损耗因数为
1
1
D=tg δ =
=
(8)
CxRx
CnRn
交流电桥测量电容根据需要还有一些其他形式，可参见有关的书籍。
（二）、电感电桥
电感电桥是用来测量电感的，电感电桥有多种线路，通常采用标准电容作为与被测电
指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为
200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音
电桥及示波器实验
虚拟示波器
基于计算机技术的软件示波器 ，通过采集硬件信号并显示在
计算机屏幕上。
示波器原理
基于电子学原理，利用电子偏 转和聚焦技术将电信号转换为
可视波形。
示波器的应用
信号测量
测量信号的幅度、频率、相位 等参数，用于电子设备调试和
故障诊断。
信号分析
分析信号的频谱、波形等特性 ，用于信号处理、通信等领域 。
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第三季度
第四季度
电桥电路
由四个电阻组成的电路 ，其中两个电阻作为电 桥的臂，另外两个电阻 作为电桥的负载。当电 桥平衡时，电桥两端的 电压差为零，即流入电 桥的电流为零。
示波器
一种常用的电子测量仪 器，用于显示电信号随 时间变化的波形。通过 示波器可以观察电信号 的幅度、频率、相位等
参数。
电桥平衡条件
电路调试
用于电路调试和故障排除，帮 助工程师快速定位问题。
教育实验
用于高校和培训机构，作为电 子工程、通信工程等专业的教
学实验工具。
示波器实验操作
实验准备
选择合适的示波器和探头，连接被测电路， 设置合适的量程和触发条件。
数据处理
对采集的数据进行分析和处理，如计算幅度、 频率等参数。
数据采集
通过示波器采集信号数据，记录波形并测量 相关参数。
示波器在信号处理中的作用
探讨示波器在信号测量、分析、处理等方面的应用，如何根据不同的 测量需求选择合适的示波器？
实验误差来源及减小误差的方法
分析本次实验中误差的主要来源，探讨减小误差的方法和手段，如何 提高实验的准确性和可靠性？
实验中的创新点与改进方向
交流电桥实验论文资料
论文题目用示波器作交流电桥平衡指示器学院物理与电子工程学院专业物理学学生姓名梁俊成学号201472010111用示波器做交流电桥的平衡指示器姓名：梁俊成学号：201472010111 成绩：1.摘要交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。
它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。
而2.关键词示波器、交流电桥、复阻抗、电容、电感3.实验目的及要求学习用交流电桥测量电容、电感及其损耗的方法，了解交流电桥的平衡原理，掌握交流电桥调节平衡的方法，学会使用示波器做为交流电桥平衡指示器来测量电容、电感及其损耗。
4.仪器及用具TFG2000系列DDS函数信号发生器（做交流电源用），JK—08型交流检流计，数字万用表，电阻箱，标准电容器，可调标准电感，待测电容及待测电感。
5.实验原理5.1交流电桥的平衡条件交流电桥的电路形式与直流电桥相同，并且都是采用比较法进行测量。
其电路如图1所示。
交流电桥的交流信号为Us；指零器G采用高灵敏度的交流毫伏表或交流检流计等；桥臂中各元件不都是电阻，它们也可以是电容、电感或R L C 的组合回路等。
由于交流电桥中含有电感，电容等元件。
因此，电桥的平衡条件为V B =V D ，即两个交流电压相等的条件不只是电压幅度相同，还要相位相同，根据平衡条件：0~~~~3142=⋅-⋅Z Z Z Z3421~~~~Z Z Z Z =（1）图1若把复阻抗用指数形式表示，则（1）式可写成：34213421ϕϕϕϕj j j j e Z e Z e Z e Z =上式成立须满足：2341Z Z Z Z ⋅=（2） 3421ϕϕϕϕ-=-（3） （2）式和（3）式即为交流电桥平衡条件.图2为测量电容的一种电路。
图中⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧==++=+=44332221~~1~1~2R Z R Z jc R R Z jc R Z c x x ωω图22c R 为标准电容2c 的损耗电阻，其值很小，可以忽略不计，由平衡条件得：)1(12234ωωjc R R R jc R x x +=+根据复数相等原理⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==234243R R R R c R R c x x图（3）为测量电感的一种电路。
交流电桥实验报告
交流电桥实验能源与动力工程151班 张陆 学号：5902615015交流电桥是测量交流元件阻抗的一种常用电桥,主要用来精确测量电器的电容量和线圈的电感量,也用于测量频率、损耗等电参量及一些可转换为电参数的非电量。
交流元件的电参数主要有电阻、电感、电容等。
实验目的1、了解交流桥路的特点和调节平衡的方法。
2、使用交流电桥测量电容及其损耗。
3、使用交流电桥测量电感及其品质因数。
实验原理1、交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，电桥的四个臂1~Z ，2~Z ，3~Z ，4~Z 通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，ab 间接交流电源E ，cd 间接交流平衡指示器D (毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，c 、d 两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件： 1~Z 3~Z =2~Z 4~Z利用交流电桥测量未知阻抗X Z ~(X Z ~=1~Z )的过程就是调节其余各臂阻抗参数使上式成立的过程．一般来说，X Z ~包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量X Z ~，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置． 2、桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则．(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上．(2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置．(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读数)．电桥达到平衡。
综合设计性物理实验研究开发的研究报告
“综合设计性物理实验研究开发”的研究报告实验教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊的作用[1]。
我校基础物理实验面向四个教学系、九个专业，开设普通物理实验、大学物理实验、近代物理实验，共有75个实验项目，大多属于基础验证性实验，其实验原理、方法、仪器配置、内容取舍、现象观察、数据处理等方面都具有基础性、典型性和继承性的特点，这是传授实验知识，培养学生实验动手能力所必需的。
但是，由于实验教学模式单一，内容陈旧、教学时间限制过死，难以激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和创新能力。
教育部在“教高(2005)1号”文件中强调指出实验教学要“更加注重能力培养，着力提高大学生的学习能力，实践能力和创新能力”，“开发学生智能，培养与提高学生科学实验能力和素质”，要“把实践教学作为评比的关键性指标[1]”。
针对我校基础物理实验教学内容和教学方法的现状，对学生进行具有科学实验全过程训练性质的综合性和开放性实验教学是十分必要的。
所以，对综合性、设计性物理实验的研究和开发，对加强实验教学，培养学生实验能力和创新能力有着重要意义[2-11]。
一年来，在综合性设计性物理实验的研究和开发方面，做了如下几点探索性的工作。
1 初步形成了综合设计性物理实验研究开发的思路1.1 综合性实验研究开发的思路综合性物理实验涉及的物理基础理论知识范围较宽，仪器调节更加精细，是独其特点的代表性实验技术，更有助于较全面地培养学生的学习能力，实验动手能力和创新能力。
为此，在现有学校的实验教学资源条件下，开发了新的物理综合性实验项目，是有意义的工作。
针对如何开发新的综合性物理实验，进行了分析，提出了如下的思路。
1.1.1 以物理规律的探索与应用为目的的综合在物理实验的内容中，其中有一部分实验，实验方法是相同的，可以将它们综合成以物理规律的探索与应用为目的的综合性实验，以培养学生的探索物理规律和应用实验方法的能力。
例如：在力学实验中，单摆实验是测量摆长与周期的关系，复摆实验是测量回旋半径和重力加速度，三线摆是测转动惯量和验证平行轴定理，惯性秤是测惯性质量等，这些实验都是基于简谐振动的物理规律，寻找直接测得物理量与间接测量物理量的关系，而设计的基础实验，使学生掌握这些实验方法，是必须的。
西南交通大学22春“电气工程及其自动化”《电子测量技术》期末考试高频考点版(带答案)试卷号2
西南交通大学22春“电气工程及其自动化”《电子测量技术》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.通用示波器由下列哪几部分组成?()A.示波管B.水平系统C.垂直系统D.主机参考答案：BCD2.若被测信号的频率越高，直接测频法的相对误差越()。
A.小B.大C.两者无关D.不确定参考答案：A3.有效自由度越大，表明合成标准不确定度的可靠程度越()。
A.高B.低C.两者无关D.不确定参考答案：A4.Q表的工作频率范围相当窄。
()A.正确B.错误参考答案：B5.模拟式频谱分析仪不能用于射频和微波频段。
()A.正确B.错误参考答案：B6.数字存储示波器的主要技术指标有()。
A.采样速率B.存储带宽C.存储容量D.分辨力参考答案：ABCD7.模拟交流电压表只有全波整流一种整流方式。
()A.正确B.错误参考答案：B8.测量阻抗常见方法有哪些?()A.谐振法B.电桥法C.只有B和CD.伏安法参考答案：ABD9.数据域测量的特点有哪些?()A.非周期性B.短时性C.有序性参考答案：ABCD10.直流电桥的特点有()。
A.较少用在电阻测量中B.灵敏度高C.应用范围广D.准确度高参考答案：BCD11.波形因数反映的是交流电压的哪些参数之间的关系()。
A.有效值和平均值B.平均值和峰值C.峰值和有效值D.以上三者之间参考答案：D12.在用计数式频率计测量频率比N=fA/fB时，选用的门控信号由()产生。
A.晶体振荡器产生的信号分频后的信号B.晶体振荡器产生的信号C.fB信号放大整形后的信号D.fA信号放大整形后的信号参考答案：C13.波峰因数反映的是交流电压的哪些参数之间的关系?()A.有效值和平均值B.有效值和峰值C.平均值和峰值D.以上三者之间参考答案：B14.扫描发生器环中的扫描闸门用于产生高线性度的锯齿波电压。
()A.正确B.错误参考答案：B15.下列哪种电子计数器带有微处理器功能()。
A.频率计数器B.通用计数器C.计算计数器D.以上都是参考答案：C16.反映频谱分析仪扫描特性的三个主要的性能指标是()。
交流电桥的平衡原理
交流电桥的平衡原理
交流电桥是一种用于测量电阻、电感和电容的电路,通过平衡
原理来确定未知元件的值。
其平衡原理主要包括以下三个方面：
1. 电桥的平衡条件：当电桥平衡时，桥路上不存在电流，即桥路两侧的电势相等。
根据基尔霍夫定律，可以得到平衡条件为：\[ R_1 \cdot R_4 = R_2 \cdot R_3 \]
2. 示波器的显示：通过使用示波器来显示电桥的平衡状态。
当电桥不平衡时，会形成一个交变电流，流过两个检测电阻（一般称作“测量电阻”）。
示波器用来显示测量电阻的电压差，通过调整电桥的未知元件，使得电桥平衡，电桥两侧电势相等，示波器显示的电压差为0。
3. 利用平衡原理求未知元件的值：通过调整未知元件的值，使得电桥平衡，并记录下对应的元件值。
根据电桥的平衡条件，可以通过已知值来求解未知元件的值。
总的来说，交流电桥的平衡原理是基于电桥两侧电势相等的平衡条件，通过使用示波器来判断电桥是否平衡，并计算出未知元件的值。
用示波器作为交流电桥平衡指示器的研究——以电感电桥为例
Science &Technology Vision 科技视界交流电桥主要用来测量电容器的电容量和线圈的电感量,它是电感、电容测量中精确的测量仪器。
测量的前提是实现电桥的平衡,可以看出平衡的准确调处对于实际测量具有重要意义。
1实验原理交流电桥的电路形式与直流电桥相同,并且都是采用比较法进行测量。
其电路如图1所示。
交流电桥的交流信号为Us;指零器G 采用高灵敏度的交流毫伏表或交流检流计等;桥臂中各元件不都是电阻,它们也可以是电容、电感或RLC 的组合回路等。
图11.1利用交流电表作为平衡指示器按照交流电桥平衡条件,B、D 两B、D 点电压幅度相等,相位一致。
即:Z 1Z 3=Z 2Z 4在此种条件下,I G =01.2利用示波器作为平衡指示器在不同的电路连接形式下,做到示波器两条信号线全部接地,即做到将CH1与CH2信号分别接在BC、CD 两端,在此时可以采用两种方法进行观测,后续试验均采用李萨如图形法观测,即法②。
①观察B、D 两点电位,调节电桥,使Ubc、Ubd 的波形基本重合,此时相位、振幅虽有稍小差异,但已接近重合。
②将示波器转换为X-Y 模式,将Ubc、Ubd 分别加在示波管X、Y 偏转板上,从X-Y 两个方向进行合成,显示“ADD 档”曲线。
不平衡时合成图线为椭圆,平衡时为与X 轴或Y 轴成45度的直线。
2实验过程2.1示波器法将标准电感L2定为0.1H,选取电感值约为10mH 的待测线圈Lx。
将示波器CH1信号与CH2信号分别接于AB 与BC 两端。
将信号发生器频率定在1000Hz,电源电压自2V 至10V 依次变化,待调节至平衡时记录电阻阻值,并计算处于此时的Lx 值。
2.2交流电表法将标准电感L2定为0.1H,Lx 为示波器法中所用到的同一待测线圈。
将交流电表置于BD 间,采用15mV 档。
将信号发生器频率定在1000Hz,电源电压自2V 至10V 依次变化,待调节至平衡时记录电阻阻值以及此时电表指示的数值,并计算出此时的Lx 值。
使用示波器实现均衡
道所 导致的问题。 当信号在接收饥端出现失真时 ， 均衡技术仍 然能够分辨出原本的信号来 。 换句话说 ， 均衡 能够校正高频分
固 蜃 ｛
测试测量技术
量的 电压 电平 ，从 而校正这些分量在 对应眼图 中的眼角 轨迹
（ 张开 眼 罔 ） ？
Ｖｋ ＝Ｃ （ （ ） ｌｋ一１ ＋ｃｋ一２ ｓ ） ２ （ ）
１ 中您 Ｉ 以看 到 ，一 个 张 开 、清 晰 的 眼 ［发 射 端 出 『 ｛ ｛ 图 ２ 屏 幕快 照 显 示 未 经均 衡 和 经 过 均 衡 的 ６Ｇｂｓ眼 图 ／
发， 经过通道进行传 送时 ， 通道带来 的随机 噪声 、 串扰 和符吗
问 干扰（ｓ ） 信号发生失真 ， Ｉ１使 导致 眼 闭合 。随后 ， 使用均衡
辑状态 ） 。 是 位 于 感 兴 趣 比 特 位 置 之 前 ｎ个 比 特 处 的 校 正 系 数
（ 头系数 ） 抽 。
３前馈均衡（ Ｆ Ｆ Ｅ）
前馈均衡 （ Ｆ 是指利用波形本身来校正接收 到的信号 ， Ｆ Ｅ） 而不是用 波形的阈值 （ 判决逻辑 ｌ ０） 或 进行校正 。Ｆ Ｅ的作用 Ｆ 基本 ｌ 似于 ＦＲ 有限脉 冲响应 ） 卜 类 Ｉ（ 滤波器 ， 它在校正 当前 比特
其 中：
・
本文将 讨论两种均衡方法 ： 前馈 均衡 （Ｆ 和判决反馈均 Ｆ Ｅ）
衡（ Ｆ 。 Ｄ Ｅ）
Ｖｋ 是校正后 的电压阈值 ， （ ） 用于判决 比特位置 Ｋ的逻辑
状 态是 １ 还是 ０ 。 ・（ ｎ 是位 于 比特 位置 ｋ之 前 ｎ个 比特 处的逻 辑值 （ ｓ —） ｋ 逻
一
均衡处理后 眼图得以部分 张开的过程
方 面 可 以 帮 助： 程 师验 ｝ 其均 衡 设 计算 法 ， 一 方 面 ， Ｉ Ⅱ ＝ 另 町以