电桥的基本原理是什么


有关电桥的知识,电桥是一种常用的测量仪器,通用的惠斯通电桥电阻R1,R2,R3,R4称做电桥的四个臂,那么电桥的基本原理是什么,电桥的工作过程是什么样的,下面一起来看下。

电桥的基本原理

电桥是一种可以精确测量电阻的仪器,电桥的工作原理是:当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,则电桥处于平衡状态。

通用的惠斯通电桥电阻R1,R2,R3,R4称做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。

电桥的基本原理是什么

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。

用这种方法可以测量应变、拉力、扭矩、振动频率等。

推论: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,因而有 I1R1=I2R3。

由于三个阻值已知,可求得第四个电阻。在测量时选择适当的电阻作为R1和R2,用一个可变电阻作为R3,令被测电阻充当R4,调节R3使电桥平衡,而且可利用高灵敏度的检流计来测零,故用电桥测电阻比用欧姆表精确。

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。

假设四个电阻固定,当s闭合时,若满足:“R3*R2=R1*R4”,即对角的电阻乘积相等,则此时Uad等于0,就是ad间没有电压。利用这个原理,当等式两边四个量中的一个为未知量的时候,如果调节其余三个电阻的值能使得等式成立,那么用公式就可以得到未知量。

但是,实际上只要等式两边各有一个可以调节的可变电阻,那么另外两个电阻有一个是定值,则余下的另外一个必然可以得到。用此原理可以做成电阻测量箱,而这个原理用的就是“电桥”的概念,或者说是“平衡电桥”的概念。