用非平衡电桥测量电阻温度系数

1、实用标准文案用非平衡电桥测量电阻温度系数实验目的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、了解铜电阻和热敏电阻温度系数的差异，掌握非平衡电桥测量温度的方法。实验原理非平衡电桥的原理图如图图1所示E图1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lo=O，从而得到 Rx R2R3/R，非平衡电桥则是使Ri、R2、R3保持不变，Rx变化时则Uo变化。再根据Uo与Rx的函数关系，通过检测Uo的变化从而测得Rx。由于可以检测连续变化的Uo,所以可以检测连续变化的Rx,进而检测连续变化的非电量。

2、（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 Ri=R2=R3=Rxo;其中Rxo是Rx的初始值， 这时电桥处于平衡状态，Uo=O。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 Ri= R3, R2= Rxo，但Ri MR23、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Ri =R 2Rxo=R3但 Ri R34、比例电桥这时桥臂电阻成一定的比例关系， 即Ri=KR2, R3=KRxo或Ri=K R3, R2=K Rxo, K为比例系数。实际上这是一般形式的非平衡电桥。（二）非平衡电桥的输出电压输出的情况下，所以有UoRxR3R2 Rx

3、Ri R3(i)精彩文档令Rx=Rxo+ AR, Rx为被测电阻， R为电阻变化量，Rxo为其初始值，此时电桥平衡，有RiRxo R3R2那么UoR2(R2 Rxo)2RR2Rxo上式就是作为一般形式非平衡电桥的输出与被测电阻的函数关系 特殊地，对于等臂电桥和卧式电桥,eR2= Rx式简化为U0 R4 Rxo i _R2Rxo被测电阻的 R<< R xo时，（3）式可简化为Uo这时Uo与成线性关系1 E4 Rxo（三）铜电阻和热敏电阻随温度变化关系1、铜电阻一般来说，金属的电阻随温度的变化，可用下式描述：Rx=Rxo （1+ at+ 伏2）（5）如铜电阻传感器Rxo=50 Q （t

4、=o °C时的电阻值）a=4.289 X1O-3 / CB=-2.133 X1O-7 / C般分析时，在温度不是很高的情况下，忽略温度二次项Bt2，可将金属的电阻值随温度变化视为线性变化2、热敏电阻热敏电阻的电阻温度特性可以用下述指数函数来描述:式中A是与材料性质的电阻器几何形状有关的常数。B为与材料半导体性质 有关的常数，T为绝对温度。当 t=Ti 时有：InRti= InA+B/T 1；当 T=T2 时有：InRt2= InA+B/T 2In RT1 In 氐1/Ti I/T2Rt ieT1(8)实验内容及步骤1、首先将电调连接成单臂单桥，连接方法如图2所示。将1、2、3端钮用短

5、导线连接，8、9两端钮也用短导线连接。被测电阻 Rx接至7、8两接线端钮首先将DHW-1型温度传感实验装置的热敏电阻端接到单电桥测量。133467800-00 O O O O 0-0图2单桥的连接方法注意，在本电桥上，Ri、R2的选择可以是10 Q11.11K Q的任意值，倍率 也可由自己任意选择，习惯上为方便操作及计算， R1、R2常选10 Q、100 Q、1K Q、10K Q 等值。2、先后按下G、B按钮，调节R3电阻，直至数显表头指示为零，这时表示电桥已经平衡，如果灵敏度太低，可将工作电源由3V加到6V或9V。3、 被测电阻值：R2Rx ' R3R1调节控温仪，使热敏电阻升温。每

6、隔一定温度，测出Rx，并记下相应的温度t于表1。4、 根据表1测得的数据，绘制In Rt 1/T曲线，并求得A=和B=，注 意这里的T= (273+t ) K5、打开风扇降温，选择一个起始温度，将 DHW-1型温度传感实验装置的铜电阻端接到单电桥测量。6、调节控温仪，使铜电阻升温，根据数字温控表的显示温度，读取相应的电桥输出Uo4Rxo U oE-2Uo7、根据电桥的测量结果作Rxf曲线，试与前一曲线比较，观测用两种方法来测 量温度的区别。数据处理表1热敏电阻随温度的变化关系温度(C)热敏电阻Rx表2铜电阻随温度的变化关系温度（C）U 0 (mV )R铜电阻RX注意事项1、电桥使用时，避免将Rl、R2, R3同时调到零值附近测量，这样可能会出 现较大的工作电流，测量精度也会下降。2、选择不同的桥路测量时，应注意选择合适的工作电源。3