[发明专利]测量物体的电阻连续变化量的装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量物体的电阻连续变化量的装置及测量方法，尤其涉及用非平衡电桥测量物体的电阻连续变化量的装置及测量方法，既用于全面了解与研究引起物体电阻变化的其他物理量，又能用于电学实验教学。

背景技术

直流电桥是一种比较式测量仪器，测量精度高，应用广泛。直流电桥分为平衡电桥和非平衡电桥，平衡电桥只能测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程和科研实验中，常常会涉及测量引起物体的电阻连续变化的物理量，如温度、压力、形变等，一般采用非平衡电桥测量连续变化的物理量。非平衡电桥测量原理如图1所示，Bb、Dd之间接有负载电阻Rg，当电桥不平衡时，电桥的Bb、Dd两端有电压Ug输出，有电流Ig通过负载电阻Rg，这时，只要分别测出Ug、Ig，再将Ug、Ig代入相应公式，经运算即可知道所测电阻Rx值。

非平衡电桥按测量方法分为：“输出对称非平衡电桥”，R1′＝R4′＝R，R2′＝R3′＝R′，且R≠R′；“等臂非平衡电桥”，R1′＝R2′＝R3′＝R4′＝Rx＝R；“电源对称非平衡电桥”，R1′＝R2′＝R′，R3′＝R4′＝R，且R≠R′。

由于Ig的存在将会使计算复杂，如果将Rg设置为∞，比如将高输入阻抗的数字电压表设置为Rg，这时Ig＝0，电桥输出仅有Ug输出。

根据分压原理，AaBbCc半桥的电压降为Us，通过R1′、R4′两臂的电流为则R4上的电压降为同理则R3′上的电压降为UCcDd=R3′R2′+R3′Us,]]>Ug为U_BbCc与U_CcDd之差，即Ug=R4′R1′+R4′Us-]]>R3′R2′+R3′Us=R2′R4′-R1′R3′(R1′+R4′)(R2′+R3′)Us,]]>当满足条件R1′R3′＝R2′R4′或则Ug＝0，即电桥处于平衡状态，R1′R3′＝R2′R4′或式称为电桥平衡条件。若R1′、R2′、R3′电阻值固定，R4′的电阻值为温度之函数R(t)＝Rx，当温度从t0→t0+Δt时，R4′→R4′+ΔR，因电桥不平衡而产生的电压输出为