❶ 惠斯通電橋的原理
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。4個電阻組成一個方形。
一電流表連接兩個相對的接頭,一電流表連接其餘兩個相對的接頭。當電流表顯示無電流通過,則此電橋處於平衡狀態,即R1·R2=R3·R4。
惠斯通電橋(又稱單臂電橋)是一種可以精確測量電阻的儀器。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。
當G無電流通過時,稱電橋達到平衡。平衡時,四個臂的阻值滿足一個簡單的關系,利用這一關系就可測量電阻。
惠斯通電橋是由四個電阻組成的電橋電路,這四個電阻分別叫做電橋的橋臂,惠斯通電橋利用電阻的變化來測量物理量的變化,單片機採集可變電阻兩端的電壓然後處理,就可以計算出相應的物理量的變化,是一種精度很高的測量方式。
惠斯通電橋
非平衡電橋一般用於測量電阻值的微小變化,例如將電阻應變片(將電阻絲做成柵狀粘貼在兩層薄紙或塑料薄膜之間構成)粘固在物件上,當物件發生形變時,應變片也隨之發生形變,應變片的電阻由電橋平衡時的Rx變為Rx+△R,這時檢流計通過的電流Ig也將變化,再根據Ig與△R的關系就可測出△R,然後由△R與固體形變之間的關系計算出物體的形變數。
用這種方法可測量應變、拉力、扭矩、振動頻率等。
惠斯通電橋不是惠斯通發明的,在測量電阻及其它電學實驗時,經常會用到叫惠斯通電橋的電路,很多人認為這種電橋是惠斯通發明的,其實,這是一個誤會,這種電橋是由英國發明家克里斯蒂在1833年發明的,但是由於惠斯通第一個用它來測量電阻,所以人們習慣上就把這種電橋稱作了惠斯通電橋。
推論
電橋平衡時,檢流計所在支路電流為零,則有:
(1)流過R1和R4的電流相同(記作I1),流過R2和R3的電流相同(記作I2);
(2)B,D兩點電勢相等,即 。因而有 I1R1=I2R3。
由於三個阻值已知,便可求得第四個電阻。測量時,選擇適當的電阻作為R1和R2,用一個可變電阻作為R3,令被測電阻充當R4,調節R3使電橋平衡,而且可利用高靈敏度的檢流計來測零,故用電橋測電阻比用歐姆表精確。
❷ 惠斯通電橋是由什麼原理製成的儀器
惠斯通電橋就是一種直流單臂電橋,適用於測中值電阻,其原理電路如圖所示。若調節電阻到合適阻值時,可使檢流計G中無電流流過,即B、D兩點的電位相等,這時稱為「電橋平衡」。電橋平衡,檢流計中無電流通過,相當於無BD這一支路,故電源E與電阻1R、xR可看成一分壓電路;電源和電阻2R、SR可看成另一分壓電路。若以C點為參考,則D點的電位DV與B點的電位BV分別為 X XDSS B RRRE VRRREV 12 因電橋平B DVV故解上面兩式可得 S X RRRR21上式叫做電橋的平衡條件,它說明電橋平衡時,四個臂的阻值間成比 例關系。如果xR為待測電阻,則有 SXRRRR2 1 。選取1R、2R簡單的比例如(11, 惠斯通電橋原理圖 (2) 電橋的靈敏度 110,101等)並固定不變,然後調節RS使電橋達到平衡。故常將1R、2R所在橋臂叫做比例臂,與xR、SR相應的橋臂分別叫做測量臂和比較臂。