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文本内容:
用非平衡电桥测量电阻温度系数实验目的、掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同
1、掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法
2、了解铜电阻和热敏电阻温度系数的差异,掌握非平衡电桥测量温度的方法3实验原理非平衡电桥的原理图如图图所示1——I__|--------------1_Ri Rsn+lol口R ULOR UXR2图1E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使从而得到R=R R/R,非平衡电桥则是使、、心保持R3Io=O,Rl R2X231不变,变化时则变化再根据与的函数关系,通过检测的变化Rx UoUo RxUo从而测得由于可以检测连续变化的所以可以检测连续变化的进而检测Rxo Uo,Rx,连续变化的非电量
(一)非平衡电桥的桥路形式、等臂电桥1电桥的四个桥臂阻值相等,即其中是的初始值,这R1=R2=R3=Rxo;Rxo Rx时电桥处于平衡状态,Uo=0o、卧式电桥也称输出对称电桥2这时电桥的桥臂电阻对称于输出端,即尸但R R3,R2=Rxo,R1WR
2、立式电桥也称电源对称电桥3这时从电桥的电源端看桥臂电阻对称相等即但R1=R2R=R3R1WR3XO、比例电桥4这时桥臂电阻成一定的比例关系,即或R=KR2,R3=KR R=K R3,R=K Rxo,KI XOI2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、/Rx-EUo=、R2+RXR3电压输出的情况下8,所以有R-LRi+R3,令为被测电阻,为电阻变化量,为其初始值,此时电Rx=Rxo+AR,Rx△R Rxo桥平衡,有那么RIR°=R3R2XU=.......———°R+Rxo2上式就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,()式简化为R=R2XO2Uo=----AR4Rxo+—R2Rxo被测电阻的AR«Rx()时,
(3)式可简化为〃1E4Rxo这时与成线性关系Uo AR
(三)铜电阻和热敏电阻随温度变化关系、铜电阻1一般来说,金属的电阻随温度的变化,可用下式描述:Rx=Rxo1+a t+P t2如铜电阻传感器时的电阻值Rxo=5O Qt=0℃a=
4.289X IO-3/℃B=-
2.EX©/C一般分析时,在温度不是很高的情况下,忽略温度二次项可将金属的电Btz,阻值随温度变化视为线性变化、热敏电阻2热敏电阻的电阻温度特性可以用下述指数函数来描述BR=Ae^6T式中是与材料性质的电阻器几何形状有关的常数为与材料半导体性质A B有关的常数,为绝对温度T当二时有T TilnR i=lnA+B/Ti;T当时有T=T lnR2=I11A+B/T22T卜-卜⑺B—以2I/T1-I/T2A=T1尺丁2实验内容及步骤、首先将电调连接成单臂单桥,连接方法如图所示将、、端钮用短导线12123连接,、两端钮也用短导线连接被测电阻接至、两接线端钮首先将89Rx78型温度传感实验装置的热敏电阻端接到单电桥测量DHW-11234567800-0-0o o ooc^oRx图单桥的连接方法2注意,在本电桥上,、的选择可以是的任意值,倍率也Ri R210〜
11.11KQ可由自己任意选择,习惯上为方便操作及计算,、常选、、、Ri R210100Q1K等值10KQ、先后按下、按钮,调节电阻,直至数显表头指示为零,这时表示电桥2G BR3已经平衡,如果灵敏度太低,可将工作电源由加到或3V6V9V、被测电阻值3调节控温仪,使热敏电阻升温每隔一定温度,测出」并记下相应的温度于表R t
1、根据表测得的数据,绘制「-曲线,并求得和注意这里的41lnR1/T A=—8=—,T=273+t K、打开风扇降温,选择一个起始温度,将型温度传感实验装置的铜电阻端5DHW-1接到单电桥测量、调节控温仪,使铜电阻升温,根据数字温控表的显示温度,读取相应的电桥输6出UooE-2Uo、根据电桥的测量结果作曲线,试与前一曲线比较,观测用两种方法来测7Rx-t量温度的区别数据处理表热敏电阻随温度的变化关系1温度℃热敏电阻Rx表铜电阻随温度的变化关系2温度(℃)UQmV铜电阻△R注意事项RX、电桥使用时,避免将、同时调到零值附近测量,这样可能会出现1Ri R,R32较大的工作电流,测量精度也会下降、选择不同的桥路测量时,应注意选择合适的工作电源
2、仪器使用完毕后,务必关闭电源3思考题、非平衡电桥与平衡电桥有何异同?
1、热敏电阻的与的关系是非线性的,显示和使用不是很方便,实际使用中需2Uo T要对热敏电阻进行线性化,试提出一种线性化的方法。