详解用非平衡电桥如何测量电阻‘银河游戏中心’

本文摘要：电桥按测量方式可分成均衡电桥和非均衡电桥。

电桥按测量方式可分成均衡电桥和非均衡电桥。虽然它们都可以精确地测量电阻，但均衡电桥不能用作测量比较平稳的电阻值，而非均衡电桥能用作测量倒数变化的电阻值。1、均衡电桥惠斯登电桥（均衡电桥）的原理如图1右图，调节R3使检流计G无电流流到时，C、D两点等电位，电桥均衡，从而获得2、非均衡电桥非均衡电桥也称之为不均衡电桥或微差电桥。

图2为非均衡电桥的原理图，B、D之间为一负载电阻Rg。用非均衡电桥测量电阻时，是使R1、R2和R3维持恒定，Rx（即R4）变化时则U0变化。

再行根据U0与Rx的函数关系，通过检测U0的变化从而测出Rx。由于可以检测倒数变化的U0，所以可以检测倒数变化的Rx。

（1）非均衡电桥的桥路形式1）等臂电桥电桥的四个桥臂阻值大于，即R1=R2=R3=R4。2）输入平面电桥，也称之为卧式电桥这时电桥的桥臂电阻平面于输入末端，即R1=R3=R，R2=R4=R′。且R≠R′。3）电源平面电桥，也称作立式电桥这时从电桥的电源末端看桥臂电阻平面，即R1=R2=R′，R3=R4=R，且R≠R′。

4）比例电桥这时桥臂电阻成一定的比例关系，即R1=KR2，R3=KR4或R1=KR3，R2=KR4，K为比例系数。实质上这是一般形式的非均衡电桥。

（2）Rg比较桥臂电阻相当大时的非均衡电桥（电压输入形式）当负载电阻Rg→∞，即电桥输入正处于开路状态时，Ig=0，仅有输入电压，用U0回应。ABC半桥的电压再降Us（即电源电压），根据分力原理，通过R1、R3两臂的电流为当满足条件R2R3=R1R4时，电桥输入U0=0，即电桥正处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量的接续点，电桥必需徵至均衡，称作预调均衡。预调均衡可使输入只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2和R3相同，R4为待测电阻，当R4因外界条件变化（如温度t）而变成R4+△R时，此时因电桥仍然均衡而产生的输入电压为留意：上面（7）～（9）式中的R和其R′皆为预调均衡后的电阻。此外，当电阻增量△R较小时，即符合△R《《R时，上面（7）～（9）三式的分母中不含△R项可省略，公式可以求修改，这里从额。一般来说，等臂电桥和输入平面电桥的输入电压比电源平面电桥低，因此灵敏度也低，但电源平面电桥的测量范围大，可以通过自由选择R和R′来不断扩大测量范围，R和R′差距愈多大，测量范围也愈多大。

在用非均衡电桥测电阻时，须要将被测电阻Rx作为桥臂R4终端非均衡电桥，并展开预调均衡，这时电桥输入电压为0。转变外界条件（如温度t），则被测电阻发生变化，这时电桥输入电压U0≠0，开始不作适当变化。

测得这个电压U0后，可根据（7）～（9）式计算出来获得△R，从而求出Rx=R4+△R。（3）Rg比较桥臂电阻可相提并论时的非均衡电桥（功率输入形式）当负载电阻Rg与桥臂电阻可相提并论时，则电桥不仅有输入电压Ug，也有输入电流Ig，也就是说有输出功率，此种电桥也称作功率桥。功率桥可以回应为图3（a）。应用于有源端口网络定理，功率桥可以修改为图3（b）右图电路。

UBD为BD之间的开路电压，由（5）式回应，R″是有源一端网络等值支路中的电阻，其值相等该网络进末端电阻Rr，参看图3（c），即3、半导体热敏电阻（2.7kΩMF51型）2.7kΩMF51型半导体热敏电阻，是由一些过渡性金属氧化物（主要用Mn、Co、Ni和Fe等氧化物）在一定的工件条件下构成的半导体金属氧化物作为基本材料做成，具备P型半导体的特性。对于一般半导体材料，电阻率随温度变化主要依赖载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对来说可以忽视。

但上述过渡性金属氧化物则有所不同，在室温范围内基本上已全部电离，即载流子浓度基本上与温度牵涉到，此时主要考虑到迁移率与温度的关系。随着温度增高，迁移率减少，电阻率上升，故这类金属氧化物半导体是一种具备负温度系数的热敏电阻元件，其电阻—温度特性闻表格1。根据理论分析，半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式一般来说可回应为其中R25和Rt分别为25℃和t℃时热敏电阻的阻值，T=273+t；Bn为材料常数，其值因制作时有所不同的处置方法而异，对确认的热敏电阻，可以由实验测出的电阻—温度曲线求出。

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