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摘 要：本文通过分析非平衡电桥的工作原理及其灵敏度特性，设计非平衡电桥实验，利用自组的实验装置进行数据的测量与分析，得出了电桥的输出电压灵敏度Sv由电源电压ε、待测桥臂电阻的相对变化量δ及电桥比率X决定。其中ε和X值对Sv影响较大，δ值对Sv影响较小。在X=1时灵敏度Sv最高，X越大或越小时Sv越低。实际应用中利用非平衡电桥进行测量时，在各元器件允许功耗的条件下，如果需要提高电桥的灵敏度Sv，一是提高电源电压ε，二是合理搭配电桥各元器件，选择适当的桥臂比率X。
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关键词：非平衡电桥；输出电压；灵敏度特性
A Sensitivity Study of Unbalanced Bridge
Abstract: According to analyzing the working principle and the sensitivity characteristic of the unbalanced bridge, designing the non-equilibrium bridge experiment, measuring and analyzing the data which is based on the self-organized experiment apparatus, the paper concludes that the sensitivity of the output voltage Sv is decided by the the supply voltage ε, the relative variation δ of the bridge arm resistance to be measured and the bridge ratio X. The value of ε and X has greater influence on the Sv, and the value of δ has less influence on the Sv. The value of the Sv reaches the highest when X=1, and the value of the Sv will be lower when the value of X is bigger or smaller. When doing the measurement by making use of the unbalanced bridge in the factual application, under the condition of the allowable power consumption of the each component, if we need to improve the sensitivity of bridge Sv, we can improve the supply voltage ε or collocate the every component reasonably and choose the suitable bridge ratio X.
Key Words: Non equilibrium bridge; The output voltage; The sensitivity properties
目 录
摘要 1
引言 1
1.测量原理 2
1.1非平衡电桥的工作原理 2
1.2非平衡电桥的输出电压 3
1.3非平衡电桥的灵敏度 4
2.非平衡电桥灵敏度的实验研究 5
2.1非平衡电桥的输出电压灵敏度Sv与电源电压ε的关系 6
2.2非平衡电桥输出电压灵敏度Sv与待测桥臂电阻相对变化量δ的关系 8
2.3非平衡电桥的输出电压灵敏度Sv与电桥比率X的关系 9
3.实验结论 11
4.结束语 12
参考文献 12
致谢 13,3851
非平衡电桥的灵敏度研究
引言
我们把电容、电阻、电感等电参数变化量转换为电流或电压值的电路叫做电桥，它是一种精密的电磁学测量仪器，被广泛的用于实际测量技术中，如：测量未知电阻、测量外界环境变化等等。电桥可以分成平衡电桥和非平衡电桥，这两种桥路形态我们是根据其工作时是否达到平衡状态来进行区分与定义的。平衡电桥是把待测电阻与已知电阻进行比较，通过调节电桥各阻值，使其达到平衡状态，从而得出待测电阻值，因此平衡电桥只能用于测量一些具有相对稳定状态的物理量。在工程实践和科学实验中，许多需要测量的物理量都是连续变化的，利用非平衡电桥可以进行准确的测量，得出理想的结果，因此非平衡电桥在实际测量中有更广泛的应用前景[1]。
非平衡电桥通常和一些电阻型（如温度、压力、形变等）传感器配合使用，当外界环境发生变化时，这些传感器元件的电阻值也将随之改变，通过非平衡电桥可以将其阻值转化为电压输出，从而达到观察、测量和控制环境变化的目的[2]。灵敏度是非平衡电桥的工作特性之一，是评价非平衡电桥的一个重要性能指标，也是电桥输出特性的重要反映。本文通过自主设计实验，进行数据的测量与分析，不仅可以提高自己的实验动手能力和分析、解决实际问题的能力，也可以对非平衡电桥的工作原理和灵敏度特性有一个更深入的认识。
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