单臂电桥 RXDQJ

单臂电桥 技术/单臂电桥工作原理
 某些传感器元件受外界环境（压力、温度、光强等）单臂电桥变化引起其内阻的变化，通过非平衡电桥可将阻值转化为电压输出，从而达到观察、测量和控制环境变化的目的。非平衡电桥在传感技术中已得到广泛应用，非平衡电桥电路是传感技术中的重要组成部分。
 测量不确定度
 我们都知道，任何测量过程都不可避免地存在着误差。因此，误差分析是一个完整的实验过程中不可缺少的重要环节。在原来的物理实验课上，对于每一个实验，都包括相应的误差分析部分，比如系统误差的分析和计算、偶然误差的分析和计算、误差的合成与表达等等。而现在，情况有所变化，我们大家所熟悉的误差理论已经为国际计量界所淘汰，取而代之的是一种更科学，更合理，实际操作性更强的新的理论体系，叫做不确定度理论。在该理论中，对于任何测量过程，根据一定的程序，计算一个参数，叫做测量不确定度，用测量不确定度这个参数定量的评价测量的质量。测量不确定度越小，测量质量越高。适应这一转变，在现在的物理实验课上，我们也要求同学们应用不确定度理论来评价测量质量，而不再使用误差分析理论。
 那么，对于单臂电桥测量电阻这一测量过程，如何计算测量不确定度呢？具体计算步骤如下：
 （1）计算仪器误差限Δins 。一定程度上，可以说，测量的好坏，决定于所使用的测量仪器的好坏。测量仪器的好坏用仪器的精度等级来表示，仪器的精度等级对测量的影响称为仪器误差，而仪器误差限对应仪器误差的上限。对于单臂电桥测量电阻这一测量过程，相应的仪器误差限等于
  要搞清楚什么是灵敏度误差限，如何计算灵敏度误差限，必须首先搞清楚另外一个问题：什么是单臂电桥的灵敏度？
 单臂电桥的灵敏度 S=，单位：格/欧姆。定义为：当电桥处于平衡状态时，待测电阻的变化引起的检流计指针的偏转程度。灵敏度越大，检流计对于待测电阻的变化越敏感，我们对于电桥的平衡状态的判断越准确，测量质量越高。
 电桥的灵敏度也是影响测量质量的一个主要因素。单臂电桥的灵敏度对测量的影响称为灵敏度误差，而灵敏度误差限对应灵敏度误差的上限。灵敏度误差限Δs与电桥的灵敏度的关系是
 Δs=0.2格/S        单位：欧姆                                   （3）
 灵敏度S越大，灵敏度误差限Δs越小，测量质量越高。其中的0.2格是计量上的一个约定。当检流计偏转量比较大时，人的眼睛容易分辨；当检流计偏转量很小很小时，人的眼睛无法分辨。能够分辨和无法分辨的界限，计量上约定为0.2格，即检流计*小刻度的1/5。
 只有知道了电桥的灵敏度S，才能计算灵敏度误差限Δs。在我们今天的实验中，待测电阻RX是给定的，无法改变。因此，不能直接用灵敏度的定义式来测量电桥的灵敏度S。当电桥处于平衡状态时，待测电阻RX的变化可以引起检流计的偏转，比较臂电阻R3的变化也可以引起检流计同样的的偏转。因此，在今天的实验中，我们用比较臂电阻R3的变化等效待测电阻RX的变化，从而测量电桥的灵敏度S，具体计算公式是：
         单位：格/欧姆                       （4）
 公式（4）的推导要用到公式（1）。其中R1、R2、R3对应电桥的平衡状态。在平衡状态时改变比较臂电阻R3到R3'，相应地检流计偏转了Δn格，从而求得电桥的灵敏度S。应用（3）就可以求得灵敏度误差限Δs。计算测量不确定度
 下标表示待测电阻RX的不确定度。
 （1）中我们讨论了电桥的精度等级是影响测量的一个重要因素；（2）中我们讨论了电桥的灵敏度也是影响测量的一个重要因素。在单臂电桥测量电阻的过程中，影响测量质量的因素很多，但主要因素就这两个。我们忽略其他次要因素，从而求得测量不确定度为
                     单位：欧姆             （5）
 测量不确定度是仪器误差限和灵敏度误差限的合成，因为仪器误差和灵敏度误差是两个独立的变量，因此合成时采用了矢量合成的形式。其中的系数是因为仪器误差限和灵敏度误差限对应的都是误差上限，而测量不确定度对应的不是误差上限，而是一倍标准差。要把仪器误差限和灵敏度误差限化为一倍标准差就需要乘一个系数。误差分布不同，系数也不同，因为仪器误差和灵敏度误差均服从均匀分布，数学上可以证明，这个系数就是。
 各引线的电阻和端点的接触电阻相对被测电阻来说不可忽略，一般情况下，附加电阻约为10-5~10-2Ω。为避免附加电阻的影响，本实验引入了四端引线法，组成了双臂电桥（又称为开尔文电桥），是一种常用的测量低电阻的方法，已广泛的应用于科技测量中。
电桥所有部件安装在黑色胶木外壳内，体积小。重量轻、携带方便；
单臂电桥采用JZ8型高性能电子放大式指零仪，只设机械调零而无电气调零，并具有点动开机/自动关机等功能。使用与张丝式检流计一样简便。更为重要的是解决了张丝式检流计长期无法解决的容易损坏这一棘手问题。JZ8型电路构思新颖，具有结构牢固、灵敏度高、抗过载能力强等特点。
电桥所用电阻元件全部采用低温度系数猛铜丝以无感方式绕制于瓷管上，并经严格的工艺处理和长期人工老练，故电阻元件准确度高、稳定性好。