2023年提高惠斯通电桥灵敏度的方法.docx

提高惠斯通电桥灵敏度的方法 篇一：放大系统在惠斯通电桥灵敏度研究中的应用 放大系统在惠斯通电桥灵敏度研究中的应用 【】本实验基于惠斯通电桥原理，在电位比较的根底上，参加了放大系统，通过调理放大系统的电阻，得出了在该模型下且在一定范围内，惠斯通电桥灵敏度具有一定的可调性，并发如今该模型下与待测电阻同路的电阻阻值与待测电阻越接近越能获得高灵敏度，同时给出了此模型最正确适用条件。 【关键词】惠斯通电桥 灵敏度 放大系统 一、引言 惠斯通电桥是一种用比较法测电阻的精细仪器，可测电阻范围为几十到几十万欧姆．惠斯通电桥是英国科学家惠斯通初次使用来测量电阻的，就被称为惠斯通电桥．而电桥的平衡是依照检流计的指针是否为零来推断的，由于推断时遭到眼睛分辨才能的限制而存在差异，会给测量结果带来误差，阻碍测量的精确性．这个阻碍的大小取决于电桥的灵敏度．惠斯通电桥在科学测量技术中应用广泛，随着科学技术的开展，对测量精度的要求越来越高，而惠斯通电桥灵敏度的上下关系到测量结果的精确度咨询题，本实验从定量的角度对惠斯通电桥的灵敏度进展了讨论，并从理论上进展了分析和解释，目的是为了更好地提高电桥的测量精度。 二、实验原理 如图1所示，本实验基于惠斯通电桥原理，而侧重点在于可调性的灵敏度，即设计出在一定范围内灵敏度可调的惠斯通电桥。本实验通过调理R1和R4的值来获得可调的灵敏度。 调理R1和R4，将会使电压表XMM2的读数发生变化，由于通过了运算放大器，XMM3的数值获得了一定的放大，因而当XMM3的两端电压发生一个微小的变化而未发生指针偏转时，XMM2就有可能发生偏转，从而在电压表灵敏度一定的情况下，有效地提高了电桥灵敏度，而ΔXMM2的改变量除以ΔRB/RB，会是当时电压的灵敏度： 放大前S=ΔXMM3/(ΔRB/RB)； 放大后S=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) 图1 实验原理图 三、实验设计方案 由于实验器材受限的等假设干要素，本实验未能在实际情况下进展操作，为此本实验特别选用仿真软件进展仿真实验。 实验器材：精细电阻RA(1k) R2〔5k〕 R3〔10k〕 可变电阻箱R1(100k) R4〔500k〕 RB〔1k〕 通过粗测的电阻4组RT100 、1k 、10k、 100k 精细电阻RC 2只1k 、50k 电压表3只、运算放大器、电源、导线假设干 实验内容： 2.接通电路； 3.调理R1和R4，使得XMM2的读数绝对值在3~12伏之间，记录如今的R4、R1； 4.记录XMM1、XMM2、XMM3； 5.改变RB的电阻，使其产生一个微小的变化量ΔRB，并记录如今的RB’到表格当中； 6.记录如今XMM1、XMM2、XMM3的读数，记为XMM1’、XMM2’、XMM3’； 进展上述实验。 四、实验数据处理与结果分析 实验原始数据记录表1 RC/RT R1 R4 XMM1 XMM2 XMM3 XMM1 XMM2 XMM3 RB RB 1k/100 96 160 1.084 10.813 6.865 1.084 10.838 6.881 2 2.012 1/100 46 105 1.084 10.902 4.859 1.084 10.934 4.873 1 1.01 1/1k 26 90 5.807 10.449 2.086 5.807 10.428 2.3 1 1.001 50k/1k 50 70 0.221 10.469 1 50/100 90 190 2.489 11.122 5.464 2.489 11.124 5.465 2 2.001 50/100 200 190 2.489 5.279 5 S2=ΔXMM3/(ΔRB/RB)= (4.873-4.859)/((1.01-1)/ 1)= S7=ΔXMM3/(ΔRB/RB)= ( S11=ΔXMM3/(ΔRB/RB)= (5.465-5.464)/(( 2.001-2)/ 从上面的计算可得未通过放大系统灵敏度与电阻的关系见表2 未通过放大系统灵敏度与电阻的关系数据记录表2 RC/RT 1k/100 S 1.5 2.0 3.0 2.0 2.0 1k/1k 1k/10k 50k/1k 50k/10k 50k/100k RB=2k 2.7 2.4 2.7 R 由表2得到未通过放大系统灵敏度与电阻的关系图2： 图2 S1=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(10.838-10.813)/ ((2.012-2)/ 2) ×((10.838/6.881+10.813/6.865)/2)=6.6 S2=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =()/ 1) ×((10.934/4.873+10.902/4.859)/2)= 7.2 S3=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(10.449-10.428)/ ((2-1.995)/ 2) ×((10.428/2.08+10.449/2.086)/2)= 42.1 S4=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) 03-11.399)/ ((1.005-1)/ 1) ×((11.403/0.165+11.399/0.15)/ 2)= 58.0 S5=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(10.942-10.896)/ ((2.003-2)/ 2)) ×((10.942/10.324+10.896/10.328)/ 2)= 32.4 S6=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(163/4.273+10.935/4.276)/ 2)= 71.7 S7=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(10.476-10.469)/ ((2.004-2)/ 2) ×(10.476/7.68+10.469/7.675)/ 2)= 4.8 S8=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) 8-10.843)/ ((1.002-1)/ 1) ×(10.848/5.704+10.843/5.701)/ 2)= 4.8 S9=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(10.047-10.045)/ ((2.001-2)/ 2) ×(10.047/6.665+10.045/6.664)/ 2)= 6.0 S10=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) 10.012)/ ((1.001-1)/ 1) ×(10.018/4.688+10.012/4.685)/ 2)= 12.8 S11=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(11.124-11.122)/ ((2.001-2)/ 2) ×(11.124/5.465+11.122/5.464)/ 2)= 8.1 S12=ΔXMM2/(ΔRB/RB) ×(〔XMM2’/XMM3’+XMM2/XMM3〕/2) =(5.28-5.2792)/ 从上面的计算可得通过放大系统灵敏度与电阻的关系见表3 通过放大系统灵敏度与电阻的关系记录表3 RC/RT 1k/100 1k/1k 1k/10k 50k/1k 50k/10k 50k/100k S 由表3得到通过放大系统灵敏度与电阻的关系图3： 4.8 4. 图3 1.R1、R4的调理不会改变XMM1的读数，即该模型中运放反向输入端〔放大系统〕的电阻改变不会直截了当阻碍输入电位。 2.RC/RT在1：1到1:10的范围内，电桥灵敏度都获得了明显的提高。 3. 在该模型下与待测电阻同路的电阻阻值与待测电阻越接近越能获得高灵敏度。 4.最后一组作为定量分析可知两点输入电位越接近那么能获得更好的放大效果，从而获得比较高的灵敏度。 适用范围有一定的限制，详细可由第四点结论结合图标折线走势分析得知，即〔RA/RB-RC/RT〕→0时，可获得比较高的灵敏度。 6.有最后一组的R1变化而获得的实验数据显示，灵敏度发生了比较大的变化，即灵敏度可调。 五、参考文献 [1]主编 竺江峰，副主编 鲁晓东 夏雪琴，大学物理实验教程[M]北京：中国水利水电出版社，2023年9月. [2]主编 康华光，副主编 陈大钦 张林，电子技术根底 模仿局部〔第五版〕华中科技大学电子技术课程组编 —北京：高等出版社. Amplifying System in the Application in the Study of the Sensitivity of Wheatstone Bridge Abstract: The experiment based on the principle of Wheatstone bridge, the potential on the basis of comparison, joined the amplification system, by adjusting the amplification system for adjusting resistance, the voltage sensitivity of Wheatstone bridge in the model and in a certain range, the sensitivity of Wheatstone bridge has definite adjustability, and found in the model with the measured resistance of the road the resistance and the resistance is closer to the more can obtain high sensitivity, at the same time it gives the model of optimum application conditions. Key words: Amplification System Wheatstone Bridge Sensitivity 篇二：惠斯通电桥实验 南昌大学物理实验报告 课程名称：大学物理实验 实验名称： 学院： 专业班级： 学生姓名： 学号： 实验地点： 座位号： 实验时间： 篇三：根底物理实验研究性报告 惠斯通电桥测量中电阻及灵敏度的分析与探究 根底物理实验研究性报告 惠斯通电桥法测量中电阻及灵敏度的分 析与探究 2023年12月15日 目录 0. 1. 引言 ................................................................................................................................... 3 实验原理 ........................................................................................................................... 4 2. 3. 惠斯通电桥原理图 .....