电桥是一种用来测量物理量(如电阻、电容、电感等)大小的仪器,它可以通过调整电路中的元件使得电压输出为零,在这种状态下更加精确地测量其他元件的参数值。常用的电桥有那三种呢?它们的灵敏度又有什么关系呢?下面将分别介绍这些问题。
1.三种电桥的灵敏度关系
在电桥中,灵敏度指的是输出电压与被测量元件的变化之比,通常以mV/V或μV/V为单位表示。三种电桥的灵敏度关系如下:
- Wheatstone电桥 > Maxwell电桥 > Kelvin电桥
2.电桥电路灵敏度计算公式
对于一般的电桥电路,其灵敏度S可以用下列公式计算:
其中X表示被测量元件的参数(如电阻、电容等),Vout表示电桥输出的电压。
3.详细介绍三种电桥
接下来分别详细介绍三种电桥:
1) Wheatstone电桥
Wheatstone电桥是最早发明的一种电桥,由英国物理学家Wheatstone发明于1833年。它由四个电阻组成的桥形电路,通常用于测量电阻值或电阻率。它的灵敏度相对较高,约为10 mV/V。
2) Maxwell电桥
Maxwell电桥是由苏格兰物理学家Maxwell在1864年发明的。它主要用于测量电容和电感,利用了互感作用的原理。它的灵敏度比Wheatstone电桥低,约为0.1-1 mV/V。
3) Kelvin电桥
Kelvin电桥是由英国物理学家Kelvin(开尔文)在1861年发明的。它用于测量低阻值,因为它可以消除连接线的电阻对测量结果的影响。它的灵敏度比Maxwell电桥还要低一些,约为0.01 mV/V。