姓名：馬學喆班級：f0603028 學號：5060309041 實驗成績：
同組姓名：王雷斌實驗日期：2007/10/27 指導教師批閱日期：
1. 學習非平衡電橋的工作原理；
2. 學習和掌握非平衡電橋的應用；
3. 學習一些感測器的工作原理和不同的測量電路．
1．非平衡電橋的工作原理
如圖1所示，在惠斯頓電橋中：為穩壓電源，和為固定電阻，為可變電阻，為電阻型感測器，為電橋輸出電壓．當時，電橋處於平衡狀態，此時有
1)當時，電橋處於不平衡狀態，則有
在一定條件下，調整電橋達到平衡狀態．由(1)式可見，此時電橋的平衡狀態與電源無關；當外界條件改變時，感測器的阻值會有相應的變化，這時電橋平衡被破壞，橋路兩端的電壓也隨之而變，由
於橋路的輸出電壓能反映出橋臂電阻的微小變化，因此通過測量輸出電壓即可以檢測外界條件的變化．這種在非平衡條件下工作的電橋稱為非平衡電橋，這樣的測量方法為非電量電測法．
2．測量電路介紹
如採用電阻式感測器作為被測物件，感測元件的引出線有以下幾種方式：二線制、三線制和四線制．採用二線制接法（圖1），雖然導線電阻會給測量帶來影響，但在測量精度要求不高、測量儀器與被測感測元件距離較近時，常採用二線制．但如果金屬電阻本身的阻值很小，那末引線的電阻及其變化也就不能忽視，例如對於pt100鉑電阻，若導線電阻為1 ω，將會產生2.5 ℃的測量誤差．為了消除或減少引線電阻的影響，通常的辦法是採用三線聯接法加以處理，如圖2所示．工業熱電阻目前大多採用的都是三線制接法．
在三線制接線電路中，感測元件的一端與一根導線相接，另一端同時接兩根導線．感測元件在與電橋配合時，與感測元件相接的三根導線粗細要相同，長度要相等，阻值要一致（圖中r1，r2，r3即為引線電阻）．其中一根引線與測量儀表連線，由於測量儀表的內阻很大，可認為流過r2的電流接近於零．另兩根引線分別與電橋的兩個相鄰臂相連，這樣引線電阻對測量就不會造成影響．
linear regression:
y = a + b * x
parameter value error
a 0.37861 0.17259
b 0.50103 0.00257
r sd n p
0.99979 0.26477 18 <0.0001
linear regression:
y = a + b * x
parameter value error
a 99.06951 0.11606
b 0.38839 0.00173
r sd n p
0.99984 0.17804 18 <0.0001
與上面計算結果相同
linear regressio:
y = a + b * x
parameter value error
a -3.11306 0.04377
b 3265.33378 14.6359
r sd n p
0.99986 0.01153 16 <0.0001
對於熱敏電阻，有
兩邊取對數，得
則由熱敏電阻lnr~1/t影象可知
1. 由於公式裡面有個電壓不在測量資料內，因此，作的泰勒展開，發現展開到第三項時誤差在要求範圍內，故消去，在展開得到的係數，與標準吻合比較精確。
2. 記錄時由於實驗條件，並不是在，而是在的時候紀錄的數值；在時，的數值也不是精確在或上。這兩點再加上實驗儀器的耗損，使得資料誤差比較大。
1. 每次實驗接線後，要仔細檢查線路．接線要牢固、整齊；
2. 水燒開時應注意避免燙傷；
3. 設計的引數應與所給元件的允許值相匹配．
1． 什麼是平衡電橋？什麼是非平衡電橋？
答： 惠斯頓電橋中，當，時，為平衡電橋；當，時，電橋稱為非平衡電橋。
2． 實驗中的哪些因素會引起輸出電壓與溫度變化的非線性誤差？事先計算出誤差，你採取什麼措施？
答：引線電阻、引線之間的接觸電阻、溫度上公升時的不穩定性和測量的不準確性。應保證引線接觸牢固整齊，可用電阻相同的三根導線採用三線制接法，並使導線盡量少。
3． 與二線制接法相比，三線制接法為何能減少實驗誤差？
答：原理圖見實驗原理部分。
三線制接法中，，，所以有
而二線制接法中，，所以
由以上兩式得，三線制接法比二線制接法引入的誤差小。
4． 萬用表的內阻是否需要考慮？為什麼？
答：不需要。因為萬用表內阻很大，通過的電流幾乎為0，所以不需考慮。
5． 在設計電路時，你主要考慮的因素是什麼？為什麼？
答：主要考慮精度。鉑電阻阻值較小，所以設計為三線制接法，而熱敏電阻本身阻值比較大，可以忽略二線制帶來的誤差，所以用二線制接法。
6． 從實驗結果分析，你認為實驗結果達到了你所設計的要求了嗎？
答：從結果來講，我們的資料是比較理想的，計算結果與理論值吻合得比較好，可以說基本達到了設計要求。
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