高考申論題
111年
[醫學工程] 醫用電子學
第 一 題
📖 題組：
惠斯登電橋是醫療儀器中常見的感測器電路：（每小題 10 分，共 20 分）
惠斯登電橋是醫療儀器中常見的感測器電路：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請推導 VG = VDB 和輸入電壓 VAC的關係。
思路引導 VIP
解此題的關鍵在於假設測量端（D、B 之間）為理想狀態（無電流流過），此時電橋左右兩臂可視為獨立的串聯分壓電路。利用分壓定理分別求出 D 點與 B 點的電位，再將兩者相減即可得出輸出電壓與輸入電壓的關係式。
小題 (二)
當使用熱敏電阻量測溫度時，已知 VAC = 5 V、R1 = 6 kΩ、R2 = 4 kΩ、R3 = 3 kΩ，當此電橋達到平衡（VG = 0 V）時，Rx的電阻值為何？另外，若在37℃時熱敏電阻的電阻值Rx變成1 kΩ，請問此時的電錶值VG =？
思路引導 VIP
遇到惠斯登電橋題目，應首先確認節點位置並利用分壓定理寫出測量節點（D與B）的電壓方程式。接著，利用「電橋平衡時兩節點電位差為零」的條件推導未知電阻；若為不平衡狀態，則分別計算兩節點絕對電位後相減，即可求得電錶讀值。