多功能电桥的使用【实验目的】1、掌握惠斯通电桥比较法测量电阻的原理和方法；2、学习非平衡电桥、功率电桥的工作原理；3、掌握非平衡电桥、功率电桥的使用方法。【实验原理】1、惠斯通电桥单臂电桥线路如图1所示，被测电阻RX(即图中R3)与三个已知电阻R1、R2、R3、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个对角线上接电源E，称为电桥的电源对角线。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。检流计指针指零，这时电桥处于平衡状态。根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为：图1惠斯通电桥原理2.非平衡电桥原理非平衡电桥的原理图见图2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I0=0，从而得到，非平衡电桥则是使R1、R2、R3保持不变，RX变化时则U0变化。再根据U0与RX的函数关系，通过检测U0的变化从而测得RX，由于可以检测连续变化的U0，所以可以检测连续变化的RX，进而检测连续变化的非电量。（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R1=R2=R3=RX0；其中RX0是RX的初始值，这时电桥处于平衡状态，U0=0。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R1=RX0，R2=R3，但R1≠R23、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R1=R2RX0=R3但R1≠R34、比例电桥这时桥臂电阻成一定的比例关系，即R1=KR2，R3=KR0或R1=KR3，R2=KRX0，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R1GR2R3R4=Rx图2非平衡电桥的输出有两种情况：一种是输出端开路或负载电阻很大近似于开路，如后接高内阻数字电压表或高输入阻抗运放等情况，这时称为电压输出，实际使用中大多采用这种方式；另一种是输出端接有一定阻值的负载电阻，这时称为功率输出，简称功率电桥。下面我们分析一下电压输出时的输出电压与被测电阻的变化关系，功率电桥的输出可参见附录。根据戴维南定理，图一所示的桥路可等效为图三（a）所示的二端口网络。其中U0C为输出端开路的输出电压。Ri为输出阻抗，等效图见图三（b），可见（1）其中电压输出的情况下RL→∞，所以有（2）令Rx=RX0+ΔR，Rx为被测电阻，RX0为其初始值，ΔR为电阻变化量。通过整理，(1)、(2)式分别变为（3）（4）这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(4)式简化为（5）立式电桥和比例电桥的输出与(4)式相同。被测电阻的ΔR<
