用直流電橋測(cè)量電阻溫度系數(shù)

1、用直流電橋測(cè)量電阻溫度系用直流電橋測(cè)量電阻溫度系數(shù)數(shù)一、實(shí)驗(yàn)背景一、實(shí)驗(yàn)背景 電橋電橋是一種比較式測(cè)量儀器，它通常是是一種比較式測(cè)量儀器，它通常是在平衡條件下將待測(cè)物理量與同種標(biāo)準(zhǔn)物理在平衡條件下將待測(cè)物理量與同種標(biāo)準(zhǔn)物理量進(jìn)行比較確定其數(shù)值。它可以用來測(cè)量電量進(jìn)行比較確定其數(shù)值。它可以用來測(cè)量電阻，電容，電感，頻率以及溫度，濕度，壓阻，電容，電感，頻率以及溫度，濕度，壓力等許多物理量，此外在自動(dòng)控制技術(shù)中也力等許多物理量，此外在自動(dòng)控制技術(shù)中也有著廣泛的用途。電橋具有測(cè)試靈敏，準(zhǔn)確有著廣泛的用途。電橋具有測(cè)試靈敏，準(zhǔn)確度高和使用方便等特點(diǎn)。度高和使用方便等特點(diǎn)。610 根據(jù)用途不同，電橋分為

2、直流電橋和交流電橋兩根據(jù)用途不同，電橋分為直流電橋和交流電橋兩大類，按測(cè)量范圍，直流電橋又分為大類，按測(cè)量范圍，直流電橋又分為單臂電橋單臂電橋(又稱惠斯又稱惠斯登電橋登電橋)和和雙臂電橋雙臂電橋(又稱開爾文電橋又稱開爾文電橋)，惠斯登電橋主要，惠斯登電橋主要用于精確測(cè)量中等大小用于精確測(cè)量中等大小(即即10 范圍范圍)的電阻；開爾文電的電阻；開爾文電橋適用于精確測(cè)量低值橋適用于精確測(cè)量低值(即即 10范圍內(nèi)范圍內(nèi))的電阻。下面介的電阻。下面介紹用惠斯登電橋測(cè)定電阻溫度系數(shù)。紹用惠斯登電橋測(cè)定電阻溫度系數(shù)。3101 1掌握用惠斯登電橋測(cè)量電阻的原理和使掌握用惠斯登電橋測(cè)量電阻的原理和使 用方法。

3、用方法。2 2測(cè)定電阻溫度系數(shù)。測(cè)定電阻溫度系數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、惠斯通電橋（單臂電橋）、惠斯通電橋（單臂電橋）1I三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理GABCDR1R2R3RX2I3IXI 惠斯登電橋它是由電阻惠斯登電橋它是由電阻 ， ， 和待測(cè)和待測(cè)電阻電阻 聯(lián)成一個(gè)封閉的四邊形聯(lián)成一個(gè)封閉的四邊形ABCDA，四邊，四邊形的每一條邊稱為電橋的一個(gè)臂，它的一對(duì)角形的每一條邊稱為電橋的一個(gè)臂，它的一對(duì)角A和和C與電池與電池E相連，另一對(duì)角相連，另一對(duì)角B和和D與檢流計(jì)與檢流計(jì)G相連接入檢流計(jì)的對(duì)角線稱為相連接入檢流計(jì)的對(duì)角線稱為“橋橋”，適，適當(dāng)調(diào)節(jié)當(dāng)調(diào)節(jié) , 和和 的阻值，可使的阻值，可

4、使B、D兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的電位相等電位相等，此時(shí)檢流計(jì)上無電流通過，指，此時(shí)檢流計(jì)上無電流通過，指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這叫做針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這叫做“電橋平衡電橋平衡”。 1R2R3RXR1R3R2R3321cRRRRRx此時(shí)有：此時(shí)有：2 2電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù) 大多數(shù)物質(zhì)的電阻是溫度的函數(shù)。各種大多數(shù)物質(zhì)的電阻是溫度的函數(shù)。各種金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體的電阻的電阻( (某些合金除外某些合金除外) )隨溫度升高而增大，在溫度變化不太大的范圍內(nèi)電隨溫度升高而增大，在溫度變化不太大的范圍內(nèi)電阻與溫度之間存在著線性關(guān)系：阻與溫度之間存在著線性關(guān)系：)1(0tRRt稱為電阻溫度系數(shù)稱為電阻溫度系數(shù) 0RK銅)( Ct)

5、(RR0R0t 與金屬導(dǎo)體不同，由半導(dǎo)體材料制成的與金屬導(dǎo)體不同，由半導(dǎo)體材料制成的熱敏熱敏電阻電阻，在溫度變化不大的范圍內(nèi)，其電阻隨溫度升，在溫度變化不大的范圍內(nèi)，其電阻隨溫度升高而減小，變化規(guī)律不是線性的，而是按指數(shù)規(guī)律減高而減小，變化規(guī)律不是線性的，而是按指數(shù)規(guī)律減小其關(guān)系式為：小其關(guān)系式為： TTeRR0兩邊取對(duì)數(shù)則有兩邊取對(duì)數(shù)則有 0lnlnRTRT注意：注意：1熱敏電阻只能在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作，否則會(huì)損害元件，導(dǎo)致其性熱敏電阻只能在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作，否則會(huì)損害元件，導(dǎo)致其性能不穩(wěn)定。能不穩(wěn)定。 2應(yīng)盡量避免熱敏電阻自身發(fā)熱，因此在測(cè)量時(shí)流過它的電流必須很小。應(yīng)盡量避免熱敏電阻

6、自身發(fā)熱，因此在測(cè)量時(shí)流過它的電流必須很小。)(R)( Ct04 4重復(fù)第重復(fù)第3 3步，每次升溫間隔穩(wěn)定在步，每次升溫間隔穩(wěn)定在 左右，分別測(cè)出水溫和銅絲左右，分別測(cè)出水溫和銅絲電阻，熱敏電阻的電阻值，一直升溫到電阻，熱敏電阻的電阻值，一直升溫到 左右，數(shù)據(jù)不得少于五左右，數(shù)據(jù)不得少于五組。記錄表格自擬。組。記錄表格自擬。5 5在直角坐標(biāo)紙上以在直角坐標(biāo)紙上以 為縱軸，為縱軸， 為橫軸作銅絲電阻的為橫軸作銅絲電阻的 - - 圖，根據(jù)圖線求出直線斜率圖，根據(jù)圖線求出直線斜率 和和 截距，代式子計(jì)算在本實(shí)驗(yàn)截距，代式子計(jì)算在本實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)銅的電阻溫度系數(shù)溫度范圍內(nèi)銅的電阻溫度系數(shù) ，并與公認(rèn)值

7、比較，求其百分誤，并與公認(rèn)值比較，求其百分誤差。差。6 6用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙以用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙以 為縱軸，為縱軸， 為橫軸作熱敏電阻的為橫軸作熱敏電阻的 - - 圖，圖，根據(jù)圖線求出直線的斜率根據(jù)圖線求出直線的斜率 和截距和截距 ，并寫出，并寫出 的表達(dá)式。的表達(dá)式。 C5C50tRttRtK0RTRlnT1TRln0ln RTRT1測(cè)量時(shí)要注意測(cè)量時(shí)要注意 1測(cè)量時(shí)，必須由大到小的調(diào)節(jié)可變電阻器的測(cè)量時(shí)，必須由大到小的調(diào)節(jié)可變電阻器的4個(gè)旋鈕。當(dāng)大阻值旋鈕轉(zhuǎn)過一個(gè)旋鈕。當(dāng)大阻值旋鈕轉(zhuǎn)過一格，檢流計(jì)指針從一邊越過零點(diǎn)偏向另一邊時(shí)，說明阻值改變范圍太大，應(yīng)改調(diào)格，檢流計(jì)指針從一邊越過零點(diǎn)偏向另一邊時(shí)，

8、說明阻值改變范圍太大，應(yīng)改調(diào)小一檔阻值的旋鈕。小一檔阻值的旋鈕。 2電橋的平衡狀態(tài)是指檢流計(jì)沒有電流流過，測(cè)量時(shí)應(yīng)使電路時(shí)通時(shí)斷的方電橋的平衡狀態(tài)是指檢流計(jì)沒有電流流過，測(cè)量時(shí)應(yīng)使電路時(shí)通時(shí)斷的方式判斷，如果電橋真正平衡，那每次通斷式判斷，如果電橋真正平衡，那每次通斷 時(shí)指針都不會(huì)動(dòng)。時(shí)指針都不會(huì)動(dòng)。0G思考題思考題 什么叫電橋達(dá)到平衡？在實(shí)驗(yàn)中如何判斷電橋達(dá)到平衡？什么叫電橋達(dá)到平衡？在實(shí)驗(yàn)中如何判斷電橋達(dá)到平衡？ 如何適當(dāng)選擇比率臂如何適當(dāng)選擇比率臂 ？ 為什么為什么G要用按鈕開關(guān)，而不是一般開關(guān)？要用按鈕開關(guān)，而不是一般開關(guān)？ 電源電源E與檢流計(jì)與檢流計(jì)G的位置互換，是否會(huì)影響電橋的平衡，為的位置互換，是否會(huì)影響電橋的平衡，為 什么？什么？ 在電橋測(cè)量中，你認(rèn)為哪些因素影響測(cè)量精度？在電橋測(cè)量中，你認(rèn)為哪些因素影響測(cè)量精度？ 用電橋測(cè)量電表的內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)采取什么措施來保護(hù)電表？用電橋測(cè)量電表的內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)采取什么措施來保護(hù)電