如何使用桥式电路测量未知电阻

实验3-12：按图3-21所示把4个电阻，如R₁=75Ω、R₂=75Ω（可把电阻调到最大200Ω）、R₃=50Ω和R₄=100Ω接到10V的电压上。把一只零点在刻度盘中间的电压表作为测量工具。

电压表指针摆动，电压在A、B间偏摆。

实验3-13：重复实验3-12，但把电阻改为150Ω。

电压表指示不摆动，电压在A、B间为零。

对于实验3-13，因为A、B间的电路无电压，则在R₁上的电压降应等于R₃的电压降，而R₂的电压降应等于R₄的电压降（图3-21）。

图3-21所示的电路称为电桥电路。桥式电路是由两个分压器并联电路组成。电桥A、B两点间的连线称为电桥对角线。分压器R₁-R₂与分压器R₃-R₄以相同的比例共同分享电压源电压，于是A、B间的电压为零（U_AB=0，零点法）。电阻R₁与R₂的比等于电阻R₃与R₄的比。所以可以说电桥是平衡的

当电桥的对角线无电流通过，即两个分压器的电阻比相等时，此电桥是平衡的。

利用平衡电桥电路可以确定一个未知电阻。

计算例题：

图3-21所示平衡电桥，其电阻R₂=40Ω，R₃=25Ω，R₄=50Ω，求未知R₁。

图3-21 测量电桥基本电路（桥式电路）

解：(www.xing528.com)

要计算R₁，则应知道R₂以及R₃与R₄的比。也可以通过一个可无级调节的电阻（旋转式可变电阻器或带有滑动触头的滑线，图3-22）代替电阻R₃和R₄。这种用作测量电阻的电桥电路称为惠斯顿^[2]测量电桥。比较电阻R₂（标准电阻）常常为可调的，其值不会偏离未知电阻R₁（R_x）太大，因此可减小测量误差。

测量电桥的测量结果与电源电压无关。

图3-22 滑线式测量电桥

电桥电路的平衡

或

式中 R₁、R_x——未知电阻；

R₂、R_n——平衡电阻（可调）；

R₃、R₄——电桥电阻。

电桥电路首先应用在测量技术以及控制技术和调节技术上。利用测量电桥能很精确地测量电阻。