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六.交流电桥 交流电桥原理与直流电桥相 似,不同的是四臂上的元件不一 定是电阻,可以是 R、L、C 元件。 图中已规定了电流方向和回路 绕行方向以及电源的极性。 ~ ~ ~ 节点 B: I I +I 1 0 3 ~ ~ ~ 节点 D: I +I I 2 0 4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 回路方程 ABDA: I Z +I Z −I Z 0 1 1 0 0 2 2 ~ ~ ~ ~ ~ ~ BCDB: I Z −I Z −I Z 0 3 3 4 4 0 0 ~ 当电桥平衡时,即I 0 0 ,则 ~ ~ ~ ~ I I , I I 3 1 2 4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ I Z I Z , I Z I Z 1 1 2 2 3 3 4 4 两式相除,消去电流得 ~ ~ Z Z ~ ~ ~ ~ ~1 ~2 ;⇒Z Z Z Z 1 4 3 2 Z Z 3 4 这就是电桥平衡条件,它意味着 j ϕ +ϕ j (ϕ +ϕ ) Z Z e ( 1 4 ) Z Z e 2 3 1 4 2 3 ∴ Z Z Z Z ; ϕ +ϕ ϕ +ϕ 1 4 2 3 1 4 2 3 交流电桥平衡条件不仅要求电桥两对边 元件的阻抗之积相 等,而且要求两对边的相位之和相等,说明交流电桥四臂上 的元件不能任意选择,如 1、4 臂选了纯电阻,那么它们的 7-19 相位差为 0,则 2、3 臂必须选用同为电感或同为电容的元件, 不能选一个电感一个电容。(思考 p740) 实用中,各臂采用不同性质的阻抗,可以组成多种形式的 电桥,如下图所示,a 为测量绝缘材料性能的电容桥,b 为 测量较小电感元件参量的麦克斯韦 LC 电桥,c 频率电桥。读 者可以自行写出各电桥的平衡条件。 a 电容桥 b 麦克斯韦 LC 电桥 c 频率电桥 电桥(直流、交流)是一种比较式仪表,它的准确度和灵 敏度都较高,常被用于非电量电测技术。 实际测量中,常常需要将各种非电量(例如温度、压力、 速度、位移、应变、流量、液位等)变换为电量,而后进行 测量,这种测量方法就是所谓的非电量的电测法。利用非电 量的电测法能做
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