電橋設計

㈠ 幫忙設計一個RC文氏電橋正弦波振盪電路

只給你提供參考（不是為了分），我就不花時間調試完善了！

相關計算：專

1、賦值使屬1/(2π√(R2*R4*C3*C4))=1500Hz

使1/(2π√(R1*R3*C1*C2))=750Hz

2、賦值使Q1的柵極啟動電壓/(R5/(R5+W1+R9))=你想要的最大輸出電壓幅度

Q1的柵極啟動電壓/((R5+W1)/(R5+W1+R9))=你想要的最小輸出電壓幅度

不好意思，發現邏輯錯誤，Q1處應做成反相的，另外，輸出取樣不應採用倍壓整流，你當這回答不存在好了，，

㈡ 非平衡電橋原理熱敏電阻溫度計設計原理

由熱敏電阻的溫度特性闡述了菲平衡電橋測溫原理,提出了非線性函數的線性化處理設計方法,實驗表明基於非平衡電橋的熱敏電阻溫度計符合設計要求,電路簡單,

㈢ 設計性實驗(非平衡電橋的應用)報告書寫

設計性實驗(非平衡電橋的應用)報告書寫
懸賞分：200 - 離問題結束還有 13 天 3 小時
要求:設計一個電橋電路,使之適合測量阻值在50歐~80歐范圍變化的電阻值
應用實驗室提供的條件,調試由不平衡電橋與模擬測溫電阻構成的電阻溫度計並對其顯示表頭進行標定,要求最小分度為5攝氏度,量程為0~100攝氏度.
儀器:穩壓電源(XJ17232),非平衡電橋測溫儀(DH-WT),電阻箱(ZX25a),小電阻箱,銅電阻,6跟導線.非平衡電橋測溫儀上有R1,R2,En(電源)Rn(可調節電阻)RT(待測電阻)介面.銅電阻對應0攝氏度-53.00歐,100攝氏度-75.5歐
注:RT有三介面為兩段串聯
寫明1目的2儀器3原理4步驟,結論(工作電壓大小和穩定度對實驗的影響)(實驗數據與標准值的比較)
提問者：xiaoandy3 - 江湖新秀 四級

答復共 1 條
非平衡電橋的原理和應用

電橋可分為平衡平橋和非平衡電橋，非平衡電橋也稱不平衡電橋或微差電橋。以往在教學中往往只做平衡電橋實驗。近年來，非平衡電橋在教學中受到了較多的重視，因為通過它可以測量一些變化的非電量，這就把電橋的應用范圍擴展到很多領域，實際上在工程測量中非平衡電橋已經得到了廣泛的應用。

一、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、學習與掌握根據不同被測對象靈活選擇不同的橋路形式進行測量

4、掌握非平衡電橋測量溫度的方法，並類推至測其它非電量

二、實驗內容

1、用非平衡電橋測量熱敏電阻的溫度特性

2、用熱敏電阻為感測器結合非平衡電橋設計測量范圍為10~70℃的數顯溫度計

三、實驗儀器及配件

1、非平衡電橋（DHQJ-1、DHQJ-2、DHQJ-3型任選一種）

2、DHT-1型多功能恆溫實驗儀

3、10KΩ熱敏電阻

四、實驗原理

非平衡電橋的原理圖見圖1

圖 一

非平衡電橋在構成形式上與平衡電橋相似，但測量方法上有很大差別。平衡電橋是調節R3使I0=0，從而得到 ，非平衡電橋則是使R1、R2、R3保持不變，RX變化時則U0變化。再根據U0與RX的函數關系，通過檢測U0的變化從而測得RX，由於可以檢測連續變化的U0，所以可以檢測連續變化的RX，進而檢測連續變化的非電量。

（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=RX0；其中RX0是RX的初始值，這時電橋處於平衡狀態，U0=0 。

2、卧式電橋也稱輸出對稱電橋

這時電橋的橋臂電阻對稱於輸出端，即R1=RX0，R2=R3，但R1≠R2

3、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

R1=R2 RX0=R3 但R1≠R3

4、比例電橋

這時橋臂電阻成一定的比例關系，即R1=KR2，R3=KR0或R1=KR3，R2=KRX0，K為比例系數。實際上這是一般形式的非平衡電橋。

（二）非平衡電橋的輸出

非平衡電橋的輸出有兩種情況：一種是輸出端開路或負載電阻很大近似於開路，如後接高內阻數字電壓表或高輸入阻抗運放等情況，這時稱為電壓輸出，實際使用中大多採用這種方式；另一種是輸出端接有一定阻值的負載電阻，這時稱為功率輸出，簡稱功率電橋。

下面我們分析一下電壓輸出時的輸出電壓與被測電阻的變化關系，功率電橋的輸出可參見附錄。

根據戴維南定理，圖一所示的橋路可等效為圖二（a）所示的二埠網路。

圖 二（a） 圖 二（b）

其中U0C為輸出端開路的輸出電壓。Ri為輸出阻抗，等效圖見圖二（b），可見

（1）

其中

電壓輸出的情況下RL→∞，所以有

（2）

令Rx=RX0+ΔR，Rx為被測電阻，RX0為其初始值，ΔR為電阻變化量。

通過整理，(1)、(2)式分別變為

（3）

（4）

這是作為一般形式非平衡電橋的輸出與被測電阻的函數關系。

特殊地，對於等臂電橋和卧式電橋(4)式簡化為

（5）

立式電橋和比例電橋的輸出與(4)式相同。

被測電阻的ΔR<< RX0時，(4)式可簡化為

（6）

(5)式可進一步簡化為

(7)

這時U0與△R成線性關系

(三) 用非平衡電橋測量電阻的方法

1、將被測電阻（感測器）接入非平衡電橋，並進行初始平衡，這時電橋輸出為0。改變被測的非電量，則被測電阻也變化。這時電橋也相應的電壓U0輸出。測出這個電壓後，可根據(4)式或(5)式計算得到ΔR。對於ΔR<X0的情況下可按(6)式或(7)式計算得到ΔR 。

2、根據測量結果求得Rx=RX0+△R，並可作U0-△R曲線，曲線的斜率就是電橋的測量靈敏度。根據所得曲線，可由U0的值得到△R的值，也就是可根據電橋的輸出U0來測得被測電阻Rx 。

（四）用非平衡電橋測溫度方法

1、用線性電阻測溫度

一般來說，金屬的電阻隨溫度的變化為

Rx=RX0（1+αt）= RX0+αtRX0 （8）

所以△R=αRX0Δt，代入(4)式有

（9）

式中的αRX0值可由以下方法測得：

取兩個溫度t1、t2，測得RX1，RX2則

這樣可根據(9)式，由電橋的U0求得相應的溫度變化量Δt，從而求得t=t0+Δt。

特殊地，當ΔR<< RX0時，(9)式可簡化為

（10）

這時U0與Δt成線性關系

2、利用熱敏電阻測溫度

熱敏電阻具有負的電阻溫度系數，電阻值隨溫度升高而迅速下降，這是因為熱敏電阻由一些金屬氧化物如Fe3O4、MgCr2O4等半導體製成，在這些半導體內部，自由電子數目隨溫度的升高增加得很快，導電能力很快增強；雖然原子振動也會加劇並阻礙電子的運動，但這種作用對導電性能的影響遠小於電子被釋放而改變導電性能的作用，所以溫度上升會使電阻值迅速下降。

熱敏電阻的電阻溫度特性可以用下述指數函數來描述：

（11）

式中A為常數。B為與材料有關的常數，T為絕對溫度。

為了求得准確的A和B，可將式（11）兩邊取對數

（12）

選取不同的溫度T，得到相應的RT，並繪lnRT-1/T曲線，即可求得A與B。常用半導體熱敏電阻的B值約為1500～5000K之間。

不同的溫度時RT有不同的值，電橋的U0也會有相應的變化。可以根據U0與T的函數關系，經標定後，用U0測量溫度T，但這時U0與T的關系是非線性的，顯示和使用不是很方便。這就需要對熱敏電阻進行線性化。線性化的方法很多，常見的有：

①串聯法。通過選取一個合適的低溫度系數的電阻與熱敏電阻串聯，就可使溫度與電阻的倒數成線性關系；再用恆壓源構成測量電源，就可使測量電流與溫度成線性關系

②串並聯法。在熱敏電阻兩端串並聯電阻。總電阻是溫度的函數,在選定的溫度點進行級數展開，並令展開式的二次項為0，忽略高次項,從而求得串並聯電阻的阻值，這樣就可使總電阻與溫度成正比，展開溫度常為測量范圍的中間溫度。詳細推導可由學生自己完成。

③非平衡電橋法。選擇合適的電橋參數，可使電橋輸出與溫度在一定的范圍內成近似的線性關系。

④用運算放大的結合電阻網路進行轉換，使輸出電壓與溫度成一定的線性關系

這里我們重點講述一下用非平衡電橋進行線性化設計的方法。

在圖一中，R1、R2、R3為橋臂測量電阻，具有很小的溫度系數，Rx為熱敏電阻，由於只檢測電橋的輸出電壓，故RL開路，這時

（13）

其中

可見U0是溫度T的函數，將U0在需要測量的溫區中點T1處按泰勒級數展開

（14）

其中 （15）

式中U01為常數項，不隨溫度變化。 為線性項，Un代表所有的非線性項，它的值越小越好，為此令 =0，則Un的三次項可看做是非線性次，從Un的四次項開始數值很小，可以忽略不計。

根據以上的分析可推導出如下表達式

U0=λ+m(t-t1)+n(t-t1)3 （16）

式中t和t1分別T和T1對應的攝氏溫度，線性函數部分為

U0=λ+m(t-t1) （17）

式中λ和m的值分別為

（18）

（19）

非線性部分為n(t-t1)3是系統誤差，詳細推導可自己進行或參看有關資料

線性化設計的過程如下：

根據給定的溫度范圍確定T1的值，一般為溫度中間值，E的值由電橋本身決定（約為3V），B值由熱敏電阻的特性決定,可根據(12)式所述求得。

根據非平衡電橋的顯示表頭，適當選取λ和m的值，可考慮使顯示的毫伏數正好為攝氏溫度值，這時m=1mV/℃,λ為測溫范圍的中心值T1mV。如果要提高溫度讀數解析度，可選m=2mV/℃，這時λ為2T1mV。也可自選λ和m的值。

R3與R2的比值由下式求得

（20）

選好R3與R2的比值後，根據熱敏電阻在T1時的阻值大小，選擇與其值相近的R3值，即可確定R2的值。

五、實驗過程及數據處理

非平衡電橋和DHT-1型多功能恆溫實驗儀的使用操作詳見說明書。

（一）、 用非平衡電橋測量電阻

1、預調電橋平衡

起始溫度可以選室溫或測量范圍內的其他溫度。

選等臂電橋或卧式電橋做一組U0、ΔR數據，先測出RX0= ____Ω，可用單橋（或非平衡電橋的單橋方式）、數字電阻表測量，調節橋臂電阻，使U0=0，並記下初始溫度t0=___℃。

2 、將DHT-1型多功能恆溫實驗儀的「熱敏電阻」端接到非平衡電橋輸入端，熱敏電阻的溫度特性見附錄2，以供參考。根據DHT-1的顯示溫度，讀取相應的電橋輸出U0，每隔一定溫度測量一次，記錄於表1

表 1

溫度（℃）

U0（mV）

3、根據測量結果作RX―t曲線,由圖求出 ,試與理論值比較，並作圖求出時40℃的電阻值RX(℃)= ____ Ω

4、用立式電橋或比例電橋，重復以上步驟，做一組數據，列入表2

表 2

溫度（℃）

U0（mV）

5、根據電橋的測量結果作RX―t曲線，試與前一曲線比較

6、分析以上測量的誤差大小，並討論原因。

（二）、用非平衡電橋測溫度

1、選10KΩ的熱敏電阻，設計的測量范圍為10~70℃。

2、根據前面測得的數據繪制lnRT―1/T曲線，並求得A= ____ 和B= ____ 。

3、已有的已知條件為E=3V，T1=313K，B已求得，再根據非平衡電橋選擇λ和m，推薦值為λ=40mV，m=1mV/℃；為提高測溫解析度也可選λ=80mV，m=2mV/℃，這樣可按（16）式求得R3/R2，R3的值可選熱敏電阻在40℃時的阻值。

注意：為縮短實驗時間，可先在課前以B值為3000K進行計算，並論證可行性，課上再根據實測值進行正式設計，確定R2、R3的值。

4、按以上計算的值選取橋臂電阻R1= ____ Ω,R2=____ Ω, R3= ____Ω，並保持R1、R2、R3不變，改變溫度t，電橋輸出U0。，在設定的溫度測量范圍內測量U0與t的關系並記錄。

對測得的U0―t關系作圖並直線擬合，以檢查該溫度測量系統的線性和誤差

㈣ 單臂電橋靈敏度實驗儀的設計 設計一個儀器 用來測量單臂電橋的靈敏度。應該從哪入手

要是有單橋，就不用怎麼設計。要麼這樣，你找一個zx25A電阻箱，這樣電阻解析度就有0.01歐了。靈回敏度是指被測電阻變化多少，然後檢流計變化多少格。假設電阻變化0.5歐，單橋偏轉5格，那麼靈敏度就是10格/歐。要是沒有單橋，那你自組一個單橋就是了：3個電答阻箱，一個電源，一個檢流計，一個被測電阻。

㈤ 設計一個具有自問服的文式電橋rc正弦波振盪器

主要參數：RC橋式電阻R用10KΩ,要求產生振盪頻率分別為f1=1500Hz f2=750隻給你提供參考（不是為了分）,我就不花時間調試完善了!相關計算：1、

㈥ 設計電路惠斯通電橋測電壓表內阻

如圖接法。然後交換得電阻箱和電壓表位置再測一次。

R1/R2=RV/R箱1

R1/R2=R箱2/RV

RV/R箱1=R箱2/RV

㈦ 如何用非平衡電橋設計數字型溫度計

首先確定你感測器的抄類襲型 第二看你的成本控制大約在多少？還有精度要求達到多少

沒有特殊要求 可以直接選用數字型的溫度感測器，無需標定校準，不需AD等 成本可以很低 推薦一個： DS18B20 這個是單匯流排的 解析度 0.0625℃
精度 ±0.1 ,其他如I2C、SPI匯流排的就比較多了

如果非要用模擬的 如鉑電阻 一類的 不用電橋也可以 一種是 用高精度的AD采樣 這樣的成本會很高，另一種加放大電路，再由AD 這個需軟體標定
標定方法有很多種，線性感測器 標定兩個點就行了

㈧ LCR數字電橋設計與製作

你是需要LCR數字電橋製作還是說了解下具體的原理各方面，自己做下課程設計或版者論文？權如果是後者的話，你可以加下我QQ，我可以發下LCR數字電橋系列的HPS2810B和HPS2816A的說明書，裡面都有詳細的原理介紹和相關的知識點！

㈨ 在不平衡電橋設計時要注意那些問題

非平衡電橋則是使R1、R2、R3保持不變，RX變化注意：為縮短實驗時間，可離問題結束還有 13 天 3 小時要求:設計一個電橋電路,使之適合測量阻值在50

㈩ 用非平衡電橋設計熱敏電阻溫度計有什麼特點所測溫度的范圍受哪些因素限制

受熱敏電阻特性影響不能測量過高的溫度，測量時熱敏電阻必須要和被測物體接觸良好，版否則會有誤差。

當分析和計權算電橋線路時，必然會遇到電橋脫離平衡狀態的情況，即電橋處在不平衡的狀態。測量實踐中，有時並非是利用電橋的平衡狀態，而是根據電橋電路指示儀表非零的指示值來確定測量結果。

依據電橋平衡條件進行測量的電橋，它的操作繁瑣、測量時間長，平時所說的電橋通常是指平衡電橋。不平衡電橋是通過直接測量電橋非平衡狀態下流經指示器的電流或兩端電壓大小來測量集總參數元件的，它的操作簡便、測量時間短、易實現數字化測量。

(10)電橋設計擴展閱讀：

電橋按供電電壓的方式分，有直流電橋和交流電橋兩種。直流電橋只適合於電阻感測元件的電阻-電壓變換。

有些被測量如壓力、位移等，它們不僅有變化的數值大小，而且有變化的方向，要求電橋輸出的電壓量要有對應的大小和極性。

直流電橋電路則能容易實現，而交流電橋輸出的為交變電壓，只有對應的電壓值大小量，無法判別方向。若想實現判別方向，在交流電橋的後面還需加一相敏檢波電路，這就使電路復雜化。