用非平衡电桥测量电阻温度系数

用非平衡电桥测量电阻温度系数实验目的1、掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同2、掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法3、了解铜电阻和热敏电阻温度系数的差异，掌握非平衡电桥测量温度的方法。实验原理非平衡电桥的原理图如图图1所示。图1非平衡电桥在构成形式上与平衡电桥相似，但测量方法上有很大差别。平衡电桥是调节R3使I0=0，从而得到，非平衡电桥的桥路形式1、等臂电桥电桥的四个桥臂阻值相等，即R1=R2=R3=RX0；其中RX0是RX的初始值，这时电桥处于平衡状态，U0=0。2、卧式电桥也称输出对称电桥这时电桥的桥臂电阻对称于输出端，即R1=R3，R2=RX0，但R1≠R2立式电桥也称电源对称电桥这时从电桥的电源端看桥臂电阻对称相等即R1=R2RX0=R3但R1≠R3比例电桥这时桥臂电阻成一定的比例关系，即R1=KR2，R3=KRX0或R1=KR3，R2=KRX0，K为比例系数。实际上这是一般形式的非平衡电桥。（二）非平衡电桥的输出电压输出的情况下RL→∞，所以有(1)令Rx=RX0+ΔR，Rx为被测电阻，ΔR为电阻变化量，RX0为其初始值，此时电桥平衡，有那么(2)上式就是作为一般形式非平衡电桥的输出与被测电阻的函数关系。特殊地，对于等臂电桥和卧式电桥，R2=RX0(2)式简化为(3)被测电阻的ΔR<<RX0时，(3)式可简化为(4)这时U0与△R成线性关系（三）铜电阻和热敏电阻随温度变化关系1、铜电阻一般来说，金属的电阻随温度的变化，可用下式描述：Rx=RX0（1+αt+βt2）(5)如铜电阻传感器RX0=50Ω（t=0℃α=4.289×10-3/℃β=-2.133×10-7/℃一般分析时，在温度不是很高的情况下，忽略温度二次项βt2，可将金属的电阻值随温度变化视为线性变化。2、热敏电阻热敏电阻的电阻温度特性可以用下述指数函数来描述：(6)式中A是与材料性质的电阻器几何形状有关的常数。B为与材料半导体性质有关的常数，T为绝对温度。当T=T1时有：lnRT1=lnA+B/T1；当T=T2时有：lnRT2=lnA+B/T2 (7)(8)实验内容及步骤1、首先将电调连接成单臂单桥，连接方法如图2所示。将1、2、3端钮用短导线连接，8、9两端钮也用短导线连接。被测电阻Rx接至7、8两接线端钮。首先将DHW-1型温度传感实验装置的热敏电阻端接到单电桥测量。图2单桥的连接方法注意，在本电桥上，R1、R2的选择可以是10Ω～11.11KΩ的任意值，倍率也可由自己任意选择，习惯上为方便操作及计算，R1、R2常选10Ω、100Ω、1KΩ、10KΩ等值。2、先后按下G、B按钮，调节R3电阻，直至数显表头指示为零，这时表示电桥已经平衡，如果灵敏度太低，可将工作电源由3V加到6V或9V。3、被测电阻值：调节控温仪，使热敏电阻升温。每隔一定温度，测出，并记下相应的温度t于表1。4、根据表1测得的数据，绘制曲线，并求得A=和B=，注意这里的T=（273+t）K5、打开风扇降温，选择一个起始温度，将DHW-1型温度传感实验装置的铜电阻端接到单电桥测量。6、调节控温仪，使铜电阻升温，根据数字温控表的显示温度，读取相应的电桥输出U0。7、根据电桥的测量结果作RX―t曲线，试与前一曲线比较，观测用两种方法来测量温度的区别。数据处理表1热敏电阻随温度的变化关系热敏电阻RX表2铜电阻随温度的变化关系温度（℃）（mV）ΔR铜电阻RX注意事项1、电桥使用时，避免将R1、R2，R3同时调到零值附近测量，这样可能会出现较大的工作电流，测量精度也会下降。2、选择不同的桥路测量时，应注意选择