高精度测量电阻值

开普勒L

电桥的工作原理是什么?

看这种比较简单的理解方式。在这张图纸里，一共有两个支路：R1和R2组成一个，R3和R4组成另一个。根据图纸上的电阻值来看，R1和R3之间的电压值将会是相等的，而R2和R4之间的电压值也会是相等的。这是因为R1和R2之间的电阻值之比与R3和R4之间的电阻值之比相等，因此他们分得的电压也是相等的。这就使得A点和C点的电势是相同的。如果你用导线将A和C连接起来，这两点之间是没有电荷流动的。这时候你可以称电桥是平衡的。

现在我们假设电阻R4的值未知(并设它为Rx)，并在上个电路中的A和C点处串接一只电流表。若电流表示数为0的时候，我们即可立刻得出电阻Rx的值——因为如上文所述，AC两点间无电流流动的时候，AC两点电压一定相同，所以可以得到R1和R2之间的电阻值之比与R3和R4之间的电阻值之比也相等。即可算出Rx的电阻值。Rx=(R2 x R3)/R1.

不过如果G的示数不为零，我们该怎么办呢?这时候AC两点的电压肯定不相等，我们可将R2换成一只可变电阻，并重复试验，在实验中，接通电源并开始调整可变电阻。注意到在上一张图中，B点和D点在电路中其实是相同的点，因此我们可以把它们画在一起。在调整电阻的过程中，你会发现电流表的示数出现变化，而调整至电流表没有示数后，说明达到了和第一种情形下的状态相同的状态。此时你可以按照第一种情形下的计算公式，将可变电阻的阻值代入并算出Rx的电阻值。

电桥究竟能干什么?

事实上，通过计算原理图中的AC两点的电压差，你可通过三个已知电阻的阻值来直接算出一个未知电阻的阻值，这样计算的优点主要有二：你可以通过这样的方式测量一个很难到达位置的电阻阻值，比如埋在混凝土里的测温电阻的阻值。而另一方面，这样测量的精准度也要比直接测量电阻时仪表的测量精度高。对于较小的电阻阻值测量时，我们不再需要将其放大，而是在其他三个精度较高的电阻帮助下，直接通过电压的差值来直接运算出精确度很高的电阻阻值。

一个比较经典的应用就是测量微小的应力变化。所有应力变化反映在应力片上的体现就是在应力片弯曲时，其电阻发生了非常微小的变化。这种应力片主要被深埋在建筑或桥梁的内部，用以检测内部力的变化。

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测量电阻时，我们也是使用一个电桥电路，将电阻值的变化转化成电压值的变化并送入放大器。通过测量电压值，从而能够得到电阻值。这种测量方法十分普遍，并且有效。

明白了电桥的原理，下次设计温敏或者光敏电路的时候，明白该用什么样的方法测量微小的电阻量了吗?

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测量电阻时，我们也是使用一个电桥电路，将电阻值的变化转化成电压值的变化并送入放大器。