(整理)用非平衡電橋測量電阻溫度系數(shù)

1、精品文檔用非平衡電橋測量電阻溫度系數(shù)實驗目的1、掌握非平衡電橋的工作原理以及與平衡電橋的異同2、掌握利用非平衡電橋的輸出電壓來測量變化電阻的原理和方法3、了解銅電阻和熱敏電阻溫度系數(shù)的差異，掌握非平衡電橋測量溫度的方法。實驗原理非平衡電橋的原理圖如圖圖1所示E圖1非平衡電橋在構(gòu)成形式上與平衡電橋相似，但測量方法上有很大差別。平衡電橋是調(diào)節(jié)R3使lo=O,從而得到 Rx二R2R3/R1，非平衡電橋則是使Ri、R2、 R3保持不變，Rx變化時則Uo變化。再根據(jù)Uo與Rx的函數(shù)關(guān)系，通過檢測Uo的變 化從而測得Rx。由于可以檢測連續(xù)變化的Uo,所以可以檢測連續(xù)變化的Rx，進而 檢測連續(xù)變化的非電量。

2、（一）非平衡電橋的橋路形式1、等臂電橋電橋的四個橋臂阻值相等，即 R1=R2=R3=Rxo;其中Rxo是Rx的初始值，這精品文檔精品文檔時電橋處于平衡狀態(tài)，Uo=O。2、臥式電橋也稱輸出對稱電橋這時電橋的橋臂電阻對稱于輸出端，即 Ri= R3，R2= Rxo，但RiMR23、立式電橋也稱電源對稱電橋這時從電橋的電源端看橋臂電阻對稱相等即Ri=R2Rxo=R3但 Ri M R34、比例電橋這時橋臂電阻成一定的比例關(guān)系，即 Ri=KR2，R3=KRxo或Ri=K R3, R2=K Rxo，K為比例系數(shù)。實際上這是一般形式的非平衡電橋。（二）非平衡電橋的輸出電壓輸出的情況下Rlfx，所以有R3-R

3、1 - R 3 冃)Rx、R2 + Rx R為電阻變化量，Rxo為其初始值，此時電令Rx=Rxo+A R，Rx為被測電阻, 橋平衡，有RiRxo二R3R2那么UO _ (R2 Rxo)2R2R2Rxo上式就是作為一般形式非平衡電橋的輸出與被測電阻的函數(shù)關(guān)系 特殊地，對于等臂電橋和臥式電橋，R2= Rxo 式簡化為1 E 1 AUoR4 Rxo 1+_R2RxoR4 Rxo被測電阻的 R Rxo時，（3）式可簡化為U O 1 E這時Uo與厶R成線性關(guān)系（三）銅電阻和熱敏電阻隨溫度變化關(guān)系1、銅電阻一般來說，金屬的電阻隨溫度的變化，可用下式描述:2Rx=Rxo （1+ a t+ B t ）精品文檔

4、精品文檔如銅電阻傳感器Rxo=5OQ （t=OC時的電阻值）a =4.289 X 10 / CB =-2.133 X 10-7/ C2一般分析時，在溫度不是很高的情況下，忽略溫度二次項B t ,可將金屬的電阻值隨溫度變化視為線性變化。2、熱敏電阻熱敏電阻的電阻溫度特性可以用下述指數(shù)函數(shù)來描述:BRt 二 AeT式中A是與材料性質(zhì)的電阻器幾何形狀有關(guān)的常數(shù)。B為與材料半導體性質(zhì) 有關(guān)的常數(shù)，T為絕對溫度。當 T=Ti 時有：InRti= InA+B/T 1 ；當 T=T2 時有：lnRt2= InA+B/T 2B _ ln 尺1 - ln 尺2 -1/-1仃2T1(8)實驗內(nèi)容及步驟1、首先將電

5、調(diào)連接成單臂單橋，連接方法如圖 2所示。將1、2、3端鈕用短導 線連接，8、9兩端鈕也用短導線連接。被測電阻 Rx接至7、8兩接線端鈕。首 先將DHW-1型溫度傳感實驗裝置的熱敏電阻端接到單電橋測量。133487800-00 O O O O 0-0圖2單橋的連接方法注意，在本電橋上，Ri、R2的選擇可以是10Q11.11KQ的任意值，倍率 也可由自己任意選擇，習慣上為方便操作及計算， R1、R2常選10Q、100Q、1K Q、10K Q等值。2、先后按下G、B按鈕，調(diào)節(jié)R3電阻，直至數(shù)顯表頭指示為零，這時表示電橋 已經(jīng)平衡，如果靈敏度太低，可將工作電源由 3V加到6V或9V。3、被測電阻值：R

6、2RxR3R1調(diào)節(jié)控溫儀，使熱敏電阻升溫。每隔一定溫度，測出Rx，并記下相應的溫度t于表1。4、 根據(jù)表1測得的數(shù)據(jù)，繪制In Rt -1/T曲線，并求得A=和B=，注 意這里的T= (273+t) K5、打開風扇降溫，選擇一個起始溫度，將DHW-1型溫度傳感實驗裝置的銅電阻 端接到單電橋測量。6、調(diào)節(jié)控溫儀，使銅電阻升溫，根據(jù)數(shù)字溫控表的顯示溫度，讀取相應的電橋輸出U04Rx0 U 0E-2U。7、根據(jù)電橋的測量結(jié)果作 Rxt曲線，試與前一曲線比較，觀測用兩種方法來測量溫度的區(qū)別數(shù)據(jù)處理表1熱敏電阻隨溫度的變化關(guān)系溫度(C)熱敏電阻R表2銅電阻隨溫度的變化關(guān)系溫度(C)U 0 (mV) R銅電阻RX注意事項1、電橋使用時，避免將Ri、R2, R3同時調(diào)到零值附近測量，這樣可能會出 現(xiàn)較大的工作電流，測量精度也會下降。2、選擇不同的橋路測量時，應注意選擇合適的工作電源。3、儀器