基于Proteus 的双臂电桥电路的仿真设计

张子昊

（四川农业大学机电学院，四川 雅安625014）

1 概述

根据学校部署，本校在本学期广泛采取了网课教学，包括物理实验课在内的所有课程都是在网上完成的。网上物理实验课存在无法动手体验实验过程的局限性，因此，我产生了用电脑软件来模拟大学物理实验的想法，这样既能够加深自己对物理实验原理的理解，又能够增强自己电路设计与动手实验的能力[1]。通过广泛的阅读相关文献与反复的思考，笔者将在本文中以双臂电桥电路为例，并应用Proteus 软件对该实验进行模拟。

2 双臂电桥测电阻实验的原理

笔者通过探讨连接电阻及接触电阻对于低值电阻测量的影响。如依据欧姆定律（R=V/I），采用安培计和毫伏计测量电阻测量电阻RxRx，电路图见图1。

图1 测量电阻的电路

图2 等效电路

考虑到电流表、毫伏表与被测电阻存在的接触电阻的作用，等效电路图见图2。鉴于接触电阻Ri3ri3 与Ri4Ri4 远小于毫伏表内阻RgRg，因此，接触电阻Ri3ri3 与Ri4Ri4 对毫伏表测量的影响则不予考虑，根据欧姆定律r=v/i 得到的电阻为RX+Ri1+RI2RX+Ri1+Ri2。当被测电阻RxRx 不足1 时，接触电阻RI1RI1 与RI2RI2 于测量产生的影响则必须考虑在内。

为了最大限度的去除接触电阻对测量所产生的影响，可以将连接方式进行修正（见图3），以四端连接方式将低电阻RxRx 连接，等效电路如图4。此时，在毫伏表上测量RxRx 的电压降。从Rx=v/IRX=v/i 可以精确地计算RxRx。电流测量电路中作为电流头的两端(a，d)和电压测量电路中称为电压连接器的两端(b，c)分别连接。许多低电阻标准电阻器被制成四端子按钮。……