粤剧打包下载:哪位大侠可以给我解释一下平衡与非平衡电路

实验11 非平衡电桥电压输出特性研究 电桥是将电阻、电容、电感等电参数变化量变换成电压或电流值的一种电路。电桥电路在检测技术中应用非常广泛。根据激励电源的性质不同，可把电桥分为直流电桥和交流
电桥两种；根据桥臂阻抗性质的不同，可分为电阻电桥、电容电桥和电感电桥三种；根据
电桥工作时是否平衡来区分，可分为平衡电桥和非平衡电桥两种。平衡电桥用于测量电阻、
电容和电感，而非平衡电桥在传感技术和非电量电测技术中广泛用作测量信号的转换。【预习提要】（1）什么是非平衡电桥? （2）什么是半桥差动电路? （3）什么是全桥差动电路? 【实验要求】（1）掌握非平衡电桥的特点。 （2）了解单臂和多臂输入时电桥电压输出特性。 【实验目的】（1）了解非平衡电桥的工作原理。 （2）研究非平衡电桥的电压输出特性。 【实验器材】电桥接线板，电阻箱，稳压电源，电压表等。【实验原理】1．单臂输入时电桥电压输出特性 图3-11-1 是惠斯登电桥的基本电路。当电桥平衡时，4321::RRRR=，电路中A、B两点间的电势差0=ABU，若此时使一个桥臂的电阻（如3R）增加很小的电阻R∆，即RRR∆+=03，则电桥失去平衡，电路中A、B 两点间存在一定的电势差ABU。该电势差即为电桥不平衡时的输出电压。·121·图3-11-1 单臂输入原理图若电桥供电电源的电压为0U，根据串联电阻分压原理，图3-11-1 并以电路中 C 点为零电势参考点，则电桥的输出电压为BAABUUU−=0211400URRRRRRRR



+−+∆+∆+=021402))((URRRRRRR++∆+∆=0210400)/1)(//1(URRRRRRRR++∆+∆=令电桥比率21RRK=，根据电桥平衡条件，4021RRRR =，且当0RR<<∆时，略去分母中的微小项0RR∆，有020)1(RKRKUUAB+∆=（3-11-1） 若0RR∆不能略去，则式（3-11-1）应为 ·122· 0001·)/(1/UKKRRKKRRUAB+∆++∆=（3-11-2） 定义RUSABu∆=为电桥的输出电压灵敏度，则有020)1(RKKUSu+=（3-11-3） 由式（3-11-1）可知，当10<<∆RR时，非平衡电桥的输出电压与R∆成线性关系。由式（3-11-3）可知，电桥的输出电压灵敏度由选择的电桥比率 K 及供电电源电压决定。如果电桥供电电压一定，当1=K时，电桥输出电压灵敏度最大，且为00max4RUS=（3-11-4） 2．双臂输入时电桥的电压输出特性 在惠斯登电桥电路中，若相邻臂内接入两个变化量相同，而变化量符号相反的可变电阻，这种电桥电路称为半桥差动电路，如图3-11-2 所示。 图3-11-2 双臂输入原理图 对于半桥差动电路，若电桥开始是平衡的，则4321::RRRR=。在对称情况下，04321RRRRR====,RRR∆=∆=∆43,则半桥差动电路输出电压为 ·123·002RRUUAB∆=（3-11-5） 电桥的输出电压灵敏度为002RUSu=（3-11-6） 可见，半桥差动电路的输出电压灵敏度比单臂输入时的最大电桥电压灵敏度提高了一倍。3．四臂输入时电桥的电压输出特性 在惠斯登电桥电路中，若电桥的四个臂均采用可变电阻，即将两个变化量符号相反的可变电阻接入相邻桥臂内，而将两个变化量符号相同的可变电阻接入相对桥臂内，这样构
成的电桥电路称为全桥差动电路，如图3-11-3 所示。 图3-11-3 全桥输入原理图 对于全桥差动电路，通常采用对称元件，因此有：04321RRRRR====,RRRRR∆=∆=∆=∆=∆4321可以证明，全桥差动电路的输出电压为00RRUUAB∆=（3-11-7） 电桥的输出电压灵敏度为00RUSu=（3-11-8） ·124· 【实验内容】1．测定单臂输入时电桥的电压输出特性 （1）按图 3-11-1 接好测量电路，调节电桥供电电源电压VU00.60=。（2）调节Ω==30021RR，即使1=K，再调节Ω==30043RR，使电桥平衡，即使0=ABU。但由于电阻箱存在一定误差，以及接触电阻等因素的影响，此时电桥未必能平衡，即0≠ABU。为此需要微调1R或2R，使0=ABU或使检流计指针在“+”方向偏转最小。调节测量盘测量这一电压，以便对测量数据进行修正。（3）使3R每次增大Ω2，测量ABU值，直至3R增大Ω10。2．测定双臂输入电桥的电压输出特性 （1 ） 按 图 3-11-2 测 量 电 路 ， 调 节 电 源 电 压VU00.60=， 调 节Ω====3004321RRRR，使电桥平衡。（2）使 R3每次增大Ω2,，而4R相应每次减少Ω2,，测出电桥的相应输出电压ABU，直至3R、4R的最大改变量为Ω10。3．测定四臂输入时电桥的电压输出特性 （1）按图 3-11-3 测量电路，调节电源电压VU00.60=，调节1R、2R、3R、4R各为300Ω, 使电桥平衡。 （2）使2R、3R每次增加2Ω，而1R、4R相应每次减少2Ω，测出电桥的相应输出电压ABU，直到每个电阻的最大改变量为10Ω。【数据处理】数据记录参考表格：=0RΩ=0UV ·125·Ω∆ /R2 4 6 8 10 V/ mUAB（1）在同一直角坐标纸上以R∆为横坐标、ABU为纵坐标分别作出单臂输入（K＝1，0.1，5）、双臂输入、四臂输入时电桥的电压输出特性图线。 （2）用图解法分别求出在每种情况下电桥的输出电压灵敏度，并与理论输出电压灵敏度作比较分析。

平衡与非平衡一般是针对电桥电路来说的，当电路平衡是输出端的电流为零，在测试仪器中好多都是应用了电桥的平衡