非平衡电桥.doc

单臂输入时电桥的电压输出特性

　　　如图所示是惠斯登电桥的基本电路。当电桥平衡时,

,电路中A、B两点间电位差.若

此时使一个桥臂的电阻(如)增加很小的电阻，即

，则电桥失去平衡，电路中A、B两点间存

在一定的电势差。该电势差即为电桥不平衡时的输出电

压。　　

　若电桥供电电源的电压为，根 据串联电阻分压原理，并以电路中C点为零电势参考点，则电桥的输出电压为：
　　　　　　　　　（８－１）
　　　令电桥比率，根据电桥平衡条件：，则当<<时，略去分母中的微小项，有：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（８－２）
定义为电桥的输出电压灵敏度，则有：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（８－３）
由（8-2）式可知：当<<1时，非平衡电桥输出电压与成线性关系。由（8-3）式可知：电桥的输出电压灵敏

度由选择的电桥比率K及供电电源电压决定。电桥供电电压一定，当K=1时，电桥输出电压灵敏度最大,且为:

．

双臂输入时电桥的电压输出特性

在惠斯登电桥电路中，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．　
　对于半桥差动电路，若电桥开始时是平衡的，

则

在对称情况下

，

．

则半桥差动电路输出电压为：

电桥的输出电压灵敏度为：

可见,半桥差动电路的输出电压灵敏度比单臂输入时的最大电桥电压灵敏度提高了一倍.

在惠斯登电桥电路中，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．　
　对于半桥差动电路，若电桥开始时是平衡的，

则

在对称情况下

，

．

则半桥差动电路输出电压为：

电桥的输出电压灵敏度为：

可见,半桥差动电路的输出电压灵敏度比单臂输入时的最大电桥电压灵敏度提高了一倍.

四臂输入时电桥的电压输出特性

在惠斯登电桥电路中，若电桥的四个臂均采用可变

电阻，即将两个变化量符号相反的可变电阻接入相邻桥

臂内，而将两个变化量符号相同的可变电阻接入相对桥

臂内，这种电桥电路称为全桥差动电路。
　　对于全桥差动电路，通常采用对称元件，

，

且
。

可以证明，全桥差动电路的输出电压为：

电桥的输出电压灵敏度为：

故障分析
　　1.检查电路是否接对：

　　　 （1） 稳压电源的正负极是否接反，其中红色接线柱是正极，黑色接线柱是负极。开关是否打开，是否把输

　　　　　　 出电压调到6.00V。

　　　 （2） 电压表应水平放置，接通电源之前要先进行机械调零，正负极是否接反，量程是否选择正确。

　　　 （3） 电阻箱应接最左边和最右边两个接线柱，是否有按实验操作的要求预置阻值。

　　　 （4） 数字多用表的正极接电路中的A点，负极接B点。
　　2.若接通电源之后，电压表指针向零的负方向偏转，则可能是电压表的正负极接反。
　　3.若数字多用表读数为零或读数不变，则可能是导线接头虚焊或导线内部断开。这时，可另外拿一条导线接通

　　　每条导线，看读数是否有变化。
　　4.若数字多用表在电桥平衡时读数不为0，而为某一正值，在测量过程中转为负值，则可能是数字多用表的正负

　 　极接反。　
　　5.如果数字多用表显示闪烁的〝0000〞时,表明测量的数据值超出了所选择的量程范围,此时应立即将量程键切

　　 换至最高档,若仍然显示闪烁的〝0000〞,则应立即拔出输入线,检查被选择的功能键是否出现错误或有其它故

　　　障(如输入电压过大或内部故障等).

1．每次测得的读数都要减去零点修正值(即调电桥平衡时,数字多用表所读的正的最小值).　???
　　 2.在同一直角坐标纸上以 为横坐标、 为纵坐标分别作出单臂输入（K=1，0.1，5）、双臂输入、四臂

　　　 输入时电桥的电压输出特性图线。
　　 3.用图解法分别求出在每种情况下电桥的输出电压灵敏度（即电压输出特性图线的斜率），并与理论输出电压

　　　 灵敏度作比较分析。