非平衡电桥实验中的三种不同输入模式的桥路输出特性有什么不同（从线性度和灵敏度来回答）？
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发布时间：2022-04-29 13:13
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时间：2023-10-08 19:00
电桥可分为平衡平桥和非平衡电桥,非平衡电桥也称不平衡电桥或微差电桥.以往在教学中往往只做平衡电桥实验.近年来,非平衡电桥在教学中受到了较多的重视,因为通过它可以测量一些变化的非电量,这就把电桥的应用范围扩展到很多领域,实际上在工程测量中非平衡电桥已经得到了广泛的应用。
一、实验目的
1、掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同
2、掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法
3、学习与掌握根据不同被测对象灵活选择不同的桥路形式进行测量
4、掌握非平衡电桥测量温度的方法,并类推至测其它非电量
二、实验内容
1、用非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性
2、用热敏电阻为传感器结合非平衡电桥设计测量范围为10~70℃的数显温度计
三、实验仪器及配件
1、非平衡电桥（DHQJ-1、DHQJ-2、DHQJ-3型任选一种）
2、DHT-1型多功能恒温实验仪
3、10KΩ热敏电阻
四、实验原理
非平衡电桥在构成形式上与平衡电桥相似,但测量方法上有很大差别.平衡电桥是调节R3使I0=0,从而得到 ,非平衡电桥则是使R1、R2、R3保持不变,RX变化时则U0变化.再根据U0与RX的函数关系,通过检测U0的变化从而测得RX,由于可以检测连续变化的U0,所以可以检测连续变化的RX,进而检测连续变化的非电量。
（一）非平衡电桥的桥路形式
1、等臂电桥
电桥的四个桥臂阻值相等,即R1=R2=R3=RX0；其中RX0是RX的初始值,这时电桥处于平衡状态,U0=0 。
2、卧式电桥也称输出对称电桥
这时电桥的桥臂电阻对称于输出端,即R1=RX0,R2=R3,但R1≠R2
3、立式电桥也称电源对称电桥
这时从电桥的电源端看桥臂电阻对称相等即
R1=R2 RX0=R3 但R1≠R3
4、比例电桥
这时桥臂电阻成一定的比例关系,即R1=KR2,R3=KR0或R1=KR3,R2=KRX0,K为比例系数.实际上这是一般形式的非平衡电桥。
（二）非平衡电桥的输出
非平衡电桥的输出有两种情况：一种是输出端开路或负载电阻很大近似于开路,如后接高内阻数字电压表或高输入阻抗运放等情况,这时称为电压输出,实际使用中大多采用这种方式；另一种是输出端接有一定阻值的负载电阻,这时称为功率输出,简称功率电桥。
下面分析一下电压输出时的输出电压与被测电阻的变化关系,功率电桥的输出可参见附录。
根据戴维南定理，可见
（1）其中电压输出的情况下RL→∞,所以有
（2）令Rx=RX0+ΔR,Rx为被测电阻,RX0为其初始值,ΔR为电阻变化量。
通过整理,(1)、(2)式分别变为（3） （4）
特殊地,对于等臂电桥和卧式电桥(4)式简化为
（5）立式电桥和比例电桥的输出与(4)式相同.
被测电阻的ΔR
