惠斯通电桥

一种由4个电阻组成用来测量其中一个电阻阻值(其余3个电阻阻值已知)的装置。4个电阻组成一个方形。 

一电流表连接两个相对的接头,一电流表连接其余两个相对的接头。当电流表显示无电流通过,则此电桥处于平衡状态,即R1·R2=R3·R4。

惠斯通电桥(又称单臂电桥)是一种可以精确测量酷希电阻的仪器。通用的惠斯通电桥电阻R1,R2,R3,R4叫做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。

当G无电流通过时,称电桥达到平衡。平衡时,四个臂的阻值满足一个简单的关系,利用这一关系就可测量电阻。判习榜白

非平衡电桥一般用于测量电阻值的微小变化,例如将电阻应变片(将电阻再再海丝做成栅状粘贴在两层薄纸或塑料薄膜之间构成)粘固在物件上,当物件发生形变时,应变片也随之发生形变,应变片的电阻由电桥平衡时的Rx变为Rx+△R,这时凶乐炼篮检流计通过的电流Ig也将变化,再根据Ig与△R的关系就可测出△R,然后由△R与固体形变之间的关系计算出物体的形变量。

用这种方法可测量应变、拉力、扭矩、振动频率等。

惠斯通电桥不是惠斯通发明的,在测量电阻及其它电学实验时,经常会用到叫惠斯通尝虹阀电桥的电路,很多人认为这种电桥是惠斯通发明的,其实,这是一个误会,这种电桥是由英国发明家克里斯蒂在1833年发明的,但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻,所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥。

电桥平衡时,检流计所在支路电流为零,则有:

(1)流过R1和R4的电流相同(记作I1),流过R2和R3的电流相同(记作I2);

(2)B,D两点电势相等,即

电桥不平衡时,G的电流IG与R1,R2,R3,R4有关。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值,因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。

在不平衡电桥中,G应从“检流计’改称为“电流计”,其作用不是检查有无电流而是测量电流的大小。可见,不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有区别。利用电桥还可测量一些非电学量。

在不平衡电桥中,可以通过KVL、KCL求解电流的大小。

惠斯通电桥的测量灵敏度在科学研究,生产应用中都具有重大意义。惠斯通电桥在当代科学测量中的应用非常广泛,同时也广泛地被应用炒灶纸在自动控制中。

惠斯通电桥也广泛应用在称重检测元件上等。

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