惠斯通电桥gydF4y2Ba

定义gydF4y2Ba惠斯顿电桥是一种gydF4y2Ba直流电桥是用于gydF4y2Ba未知电阻测量gydF4y2Ba。它是4个电阻的串并联组合，在平衡状态下提供零差电压。的原则gydF4y2Banull指示gydF4y2Ba是惠斯通电桥工作的基础，因此提供了高精度的测量。gydF4y2Ba

它由四个电阻组成，其中两个是已知电阻，一个是用来平衡电桥的可变电阻，另一个是待测值的未知电阻。gydF4y2Ba

在平衡条件下，两个已知电阻值之比等于可变电阻与未知电阻值之比。因此，允许我们gydF4y2Ba计算未知值gydF4y2Ba电路中使用的电阻的大小。gydF4y2Ba

惠斯通电桥的电路结构与理论gydF4y2Ba

下图显示了惠斯通电桥的一般电路。它由4个臂组成，分别是AC、AD、BC和BD，每个臂都包含电阻RgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba, RgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba, RgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba和RgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba。在这里,RgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba是可变电阻和R吗gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba是未知的抵抗。gydF4y2Ba

一个电流计放置在一个臂上，它检测通过电路的电流，并在另一个臂上提供电源电压。gydF4y2Ba

让我们看看如何在惠斯顿电桥的平衡状态下计算未知电阻。gydF4y2Ba

在没有电流通过电流计的情况下，电桥就平衡了。换句话说，当两点C和D的电压差相等时，电桥就平衡了。因此，通过检流计提供0电压。gydF4y2Ba

为了确定桥梁平衡方程，gydF4y2Ba

为了使通过电流计的电流为零，必须满足下列条件。gydF4y2Ba

将上述值代入前面定义的方程gydF4y2Ba

这样，两边的同类项都消掉了，gydF4y2Ba

因此，我们可以确定的值gydF4y2Ba未知电阻gydF4y2Ba在平衡条件下gydF4y2Ba使用已知的电阻。gydF4y2Ba

让我们进一步看看两种不同的情况，即桥梁不平衡和轻微不平衡。gydF4y2Ba

惠斯顿电桥的不平衡状态gydF4y2Ba

在桥的不平衡状态下，应用通用电路分析，可以得出桥的挠度。然而，这里的Thevenin定理应使用。gydF4y2Ba

下图显示了惠斯通电桥的不平衡状态。gydF4y2Ba

正如我们所看到的，电流计不存在于电路中，因为在戴维宁的等效电压是通过分离电流计来确定的。因此，为了找到两个端子之间的电路电压，端子a和端子b是开路的。gydF4y2Ba

在应用电压划分方程时，gydF4y2Ba

点a的电势为gydF4y2Ba

和gydF4y2Ba

点b的势为gydF4y2Ba

因此，特维宁的等效电压用a与b之间的电势表示，即V与b之间的电势之差gydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}和VgydF4y2Ba_bgydF4y2Ba

此外，通过用内部阻抗代替电压源，可以评估Thevenin的等效电阻。gydF4y2Ba

由于内阻被认为非常低，我们假定它为0ω。gydF4y2Ba

正如我们在上面的图中看到的，R的平行连接gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba和RgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba串联与并联连接的RgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和RgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

因此，特维宁的等效电阻为gydF4y2Ba

因此，对于不平衡电桥电路，特维宁的等效电路如下图所示gydF4y2Ba

然而，通过a端和b端连接一个检流计，通过检流计的偏转电流为gydF4y2Ba

R:gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba电流计的电阻是多少gydF4y2Ba

惠斯顿电桥有点不平衡gydF4y2Ba

在这种情况下，如果在4,3个电阻中是相等的，而第四个电阻仅相差5%或更少，那么我们可以得到泰文宁电压和电阻的近似表达式。gydF4y2Ba

下图显示了惠斯通电桥的不平衡状态。gydF4y2Ba

点a的电势为gydF4y2Ba

同理，b点的势为gydF4y2Ba

由于VgydF4y2Ba_thgydF4y2Ba是a点和b点之间的电位差gydF4y2Ba

因此,gydF4y2Ba

由于∆r的值与r相比非常小，因此可以忽略。gydF4y2Ba

因此，Thevenin的电压是gydF4y2Ba

当我们用电压源的内部阻抗改变它时，就确定了等效电阻。gydF4y2Ba

忽略(r, rgydF4y2Ba_thgydF4y2Ba给药gydF4y2Ba

泰文宁对微不平衡电桥的等效原理如下图所示gydF4y2Ba

惠斯顿电桥的灵敏度gydF4y2Ba

惠斯通电桥的灵敏度定义为电流计中每单位电流的挠度。在电桥的不平衡状态下，当电流流动时，会引起电流计指针偏转。因此，偏转率是灵敏度的函数。gydF4y2Ba

对于同样的电流，用灵敏度更高的电流计，可以注意到更大的偏转。总挠度D为gydF4y2Ba

χI =χIgydF4y2Ba

: S为灵敏度，I为电流，单位为微安。gydF4y2Ba

惠斯顿电桥的应用gydF4y2Ba

• 用于测量直流电阻。gydF4y2Ba
• 惠斯通电桥广泛应用于电话公司的电缆故障识别。gydF4y2Ba
• 当与运算放大器一起使用时，它可以测量光、温度等物理量。gydF4y2Ba
• 通过对电桥网络的调制，可以计算出电容、电感和阻抗。gydF4y2Ba

惠斯顿电桥的局限性gydF4y2Ba

• 在惠斯顿电桥中，低电阻的测量有时会产生错误的结果。因此，开尔文的双桥被引入来克服这个问题。gydF4y2Ba
• 用惠斯通电桥测量中电阻总是比较好，但对于高电阻测量就不适用了。这是因为在高电阻情况下，检流计对不平衡不敏感。gydF4y2Ba
• 电路中电流引起的热效应不必要地改变了电路中使用的电阻。这有时由于电路中的大电流而引起电阻的永久变化。gydF4y2Ba

因此，从上述讨论中，我们可以得出结论，工作在直流电源上的直流桥允许我们确定未知电阻。然而,一个gydF4y2Ba交流的桥梁gydF4y2Ba当输入交流电源时，我们可以测量电阻、电感和电容。gydF4y2Ba