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1 # 賣炭翁DQ
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2 # 青山一匹狼
大學時做過實驗,確實比較瞭解。
首先我們看一看什麼是惠斯通電橋。
惠斯通電橋是一種由4個電阻組成用來測量其中一個電阻阻值(其餘3個電阻阻值已知)的裝置,可以精確測量電阻。通用的惠斯通電橋電阻R1,R2,R3,R4叫做電橋的四個臂,G為檢流計,用以檢查它所在的支路有無電流。
其原理如下圖。R1,R2是已知標準電阻 ;Rs是可變標準電阻;Rx是被測電阻; B、D間接檢流計。接通電路後,檢流計一般不示零,說明B,D兩點電位不相等,透過調節Rs,使檢流計中無電流透過(IK=0),此時電達到平衡。
電橋平衡的條件是B、D 兩點電位相等 ,即
因
所以
因此當電橋調平衡後,只要知道R1、R2和Rs的值,待測電阻Rx便可得到。
我把題主的圖紙上的元件進行了編號。
從圖中可以看出,如果按照我畫的就屬於惠斯通電路。
1,惠斯通電橋的基本原理。下圖是惠斯通電橋實物圖。
下圖是惠斯通電橋基本原理圖,我們作簡要分析。該電橋有4個橋臂R1、R2、R0、Rx,R1、R2為固定已知電阻,R0為步進可調已知電阻,這些電阻精度和解析度都很高,Rx為被測電阻。對角A、C接電池,對角B、D接檢流計,它的靈敏度非常高,而且內阻很大,0電流指標在中間,左負右正。
測試時,接上被測電阻Rx,開關K接通,精細調節R0,使檢流計G中電流為0,這種狀態叫電橋平衡,此時Udc=E×R2/(R1+R2),Ubc=E×R0/(Rx+R0),Ig=0時,Udc=Ubc,即:E×R2/(R1+R2)=E×R0/(Rx+R0),R2/(R1+R2)=R0/(Rx+R0),(R1+R2)/R2=(Rx+R0)/R0,R1/R2+1=Rx/R0+1,R1/R2=Rx/R0 ①式 或 RxR2=R0R1 ②式 或 Rx=R0R1/R2 ③式。這三個公式屬於恆等變換,本質是一樣的,稱為電橋平衡條件。②式更好記憶,兩個相對臂電阻的乘積相等。
在實際電橋上,如果R1=R2,則Rx=R0,也就是說,電橋上可變電阻旋鈕上的讀數即為被測電阻Rx的阻值。
2,線性橋式電路的應用~鉑電阻測溫。電路原理如圖。
由圖可見,這是一個複雜直流電路,不能用簡單電路的計算方法計算,電橋工作在不平衡狀態,設t=0ºC時,電橋平衡,毫伏表輸入電壓Um=0,t=100ºC時,mV滿量程100mV,這時1ºC/mV,其它溫度變化時Um∝tºC。也可以t=0ºC時,調節電位器使Um=20mV,這樣滿量程80ºC,0mV時,-20ºC。這裡只是介紹鉑電阻測溫的基本原理,真實的電路要複雜的多。
3,橋式整流電路。這雖然不是惠斯通電橋原理,也不用於線性測量,但接法屬於橋式接法。原理大家比較熟悉,這裡就不說了。
4,電話機極性轉換電路。電話機是48V直流供電,但內阻較大,為了避免極性接錯損壞電話機內部晶片等,在輸入端幾乎都採用二極體極性轉換電路,它和橋式整流電路接法一樣。
2018.03.23 11:15 釋出於北京。