电桥的作用是什么(电桥的作用是什么,为什么它是非常重要的测量电路)

电桥一般分线式电桥和箱式电桥，其原理基本上是一样的，就是一组接有好多电阻和电表的电路图，当线路某两个特定的接点的电势相等时，就称其平衡电桥，常用它来精确地测电阻.原理如图是一种特殊结构的电路──直流单臂电桥。

【目的和要求】

平衡电桥通过实验研究直线电桥──惠斯通电桥的平衡条件，并学习它的使用方法。

【仪器和器材】

直线电桥(J2364型)，检流计(J0409型或J0409-1型)，简式电阻箱(J2362-1型)，滑动变阻器(J2354-1型)，单刀开关(J2352型)，干电池2节，导线若干。

【实验方法】

1.如图4.16-1，将直线电桥的电阻丝AB(附在标尺上)、电阻箱R1、R2，检流计G，滑动变阻器R0，电源E和开关S接成如图4.16-2所示电路。

D为电阻丝上滑动头，并带有按键开关，将D按下时，桥的支路才接通。

电阻丝AB粗细均匀，故其阻值与长度成正比。

电路接好后应进行全面检查，特别要检查电阻箱R1、R2的接触是否良好，触头处电路是否畅通。检查后把R0的阻值调至最大。

2.调整电阻箱R1和R2的阻值，使R1/R2=1.5。

合上开关S，将滑动头D移至AB的中央。

瞬时按下滑动头D的按键开关，观察检流计指针偏转的大小及方向，然后将D向某方向移动几厘米，再按下按键开关，此时检流计指针如偏转减小，则继续沿这方向移动D，直至检流计中的电流为零，这时滑动头D所在位置就是电桥平衡的位置。

如果D向该方向移动后，在按下按键开关时检流计的指针偏转增大，说明平衡位置不在这边，应向反方向移动D。

为了准确找到平衡位置，可减小R0的阻值，提高电桥AB间的电压，以提高其灵敏度。

缓慢移动D的位置，并反复"接通"和"断开"按键开关，若检流计指针确实不偏转，就可以认为电桥达到平衡了。

3.改变电阻R1和R2的值，使R1:R2=2和R1:R2=0.5，按步骤2的要求重做实验，并将结果填入下表中。

4.根据上表的记录，可得出直线电桥平衡时，R1、R2、R3(L3)、R4(L4)之间应满足关系:

电桥的作用是什么,为什么它是非常重要的测量电路

电桥电路

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一般地，被测量是非常微弱的，必须用专门的电路来测量这种微弱的变化，最常用的电路就是各种电桥电路，主要有直流和交流电桥电路。

电桥电路的作用：把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出，然后提供给放大电路放大后进行测量。

桥路形式

如图1.4.1所示为最常用的电阻电桥，有四个电阻组成桥臂，一个对角接电源，另一个作为输出。

如图所示，电桥各臂的电阻分别为R1、R2、R3、R4，U为电桥的直流电源电压。当四臂电阻R1=R2=R3=R4=R时，称为等臂电桥；当R1=R2=R,R3=R4=R'≠R时，称为输出对称电桥；

当R1=R4=R，R2=R3=R'≠R时，称为电源对称电桥。

图1.4.1电桥电路图1.4.2电流输出型。

工作方式

单臂工作：电桥中只有一个臂接入被测量，其它三个臂采用固定电阻；双臂工作：如果电桥两个臂接入被测量，另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥，又称为半桥形式；全桥方式：如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。

输出方式

电桥的输出方式有电流型和电压型两种，主要根据负载情况而定。

1）电流输出型

当电桥的输出信号较大，输出端又接入电阻值较小的负载如检流计或光线示波器进行测量时，电桥将以电流形式输出，如图1.4.2a所示，负载电阻为Rg由图中可以得。

;

所以电桥输出端的开路电压UAB为

(1-4-1)

应用有源-----端口网络定理，电流输出电桥可以简化成图1.4.2a所示的电路。图中E'相当于电桥输出端开路电压Uab，R'为网络的入端电阻。

(1-4-2)

由图1.4.2b可以知道。流过负载Rg的电流为(1-4-3)。

当Ig=0时，电桥平衡。故电桥平衡条件为

R1R3=R2R4或

当电桥负载电阻Rg等于电桥输出电阻时，即阻抗匹配时，有。

这时电桥输出功率最大，电桥输出电流为

(1-4-4)

输出电压为

(1-4-5)

当桥臂R1为与被测量有关的可变电阻，且有电阻增量ΔR时，略去分母中的ΔR项则对于输出对称电桥,R1=R2=R,R3=R4=R。

对于电源对称电桥，R1=R4=R,R2=R3=R'≠R。

对于等臂电桥，R1=R2=R3=R4=R

由以上结果可以看出，三种形式的电桥，当ΔR<<R时，其输出电流都与应变片的电阻变化率即应变成正比，它们之间呈线性关系。

2)电压输出型

当电桥输出端接有放大器时，由于放大器的输入阻抗很高，所以可以认为电桥的负载电阻为无穷大，这时电桥以电压的形式输出。输出电压即为电桥输出端的开路电压，其表达式为(1-4-6)。

设电桥为单臂工作状态，即R1为应变片，其余桥臂均为固定电阻。当R1感受被测量产生电阻增量ΔR1时，由初始平衡条件R1R3=R2R4得，代入式（1-4-6），则电桥由于ΔR1产生不平衡引起的输出电压为。

(1-4-7)

对于输出对称电桥，此时R1=R2=R,R3=R4=R?/SUP>，当R1臂的电阻产生变化ΔR1=ΔR，根据（1-4-7）可得到输出电压为。

(1-4-8)

对于电源对称电桥，R1=R4=R,R2=R3=R'≠R。当R1臂产生电阻增量ΔR1=ΔR时，由式（1-4-7）得。

(1-4-9)

对于等臂电桥R1=R2=R3=R4=R，当R1的电阻增量ΔR1=ΔR时，由式（1-4-7）可得输出电压为。

(1-4-10)

由上面三种结果可以看出，当桥臂应变片的电阻发生变化时，电桥的输出电压也随着变化。

当ΔR《R时，电桥的输出电压与应变成线性关系。

还可以看出在桥臂电阻产生相同变化的情况下，等臂电桥以及输出对称电桥的输出电压要比电源对称电桥的输出电压大，即它们的灵敏度要高。

因此在使用中多采用等臂电桥或输出对称电桥。

在实际使用中为了进一步提高灵敏度，常采用等臂电桥，四个被测信号接成两个差动对称的全桥工作形式，如图1.4.3所示。

由图1.4.3可见R1=R+ΔR,R2=R-ΔR,R3=R+δR,R4=R-ΔR，将上述条件代入式(1-4-6)得。

(1-4-11)

由式(1-4-11)看出，由于充分利用了双差动作用，它的输出电压为单臂工作时的4倍，所以大大提高了测量的灵敏度。

图1.4.3等臂电桥全桥工作方式图1.4.4交流电桥