惠斯通電橋測(cè)量電阻

1、惠斯通電橋測(cè)量電阻惠斯通電橋測(cè)量電阻引言1.1.電橋是利用比較法進(jìn)行電磁測(cè)量電橋是利用比較法進(jìn)行電磁測(cè)量的一種電路連接方式。的一種電路連接方式。2.2.電橋有直流電橋和交流電橋之分。電橋有直流電橋和交流電橋之分。3.3.直流電橋按使用：又分為平衡電直流電橋按使用：又分為平衡電橋和非平衡電橋。橋和非平衡電橋。4.4.幾類(lèi)電橋可以測(cè)量很多電學(xué)量，幾類(lèi)電橋可以測(cè)量很多電學(xué)量，如電阻、電容、電感等，而且配合不同的傳感器件，可以測(cè)量很如電阻、電容、電感等，而且配合不同的傳感器件，可以測(cè)量很多的非電學(xué)量，如溫度、壓力等。多的非電學(xué)量，如溫度、壓力等。5.5.直流電橋主要用于電阻測(cè)量，有單臂電橋和雙臂電橋兩

2、種。單直流電橋主要用于電阻測(cè)量，有單臂電橋和雙臂電橋兩種。單臂電橋主要測(cè)量中值電阻；雙臂電橋用來(lái)測(cè)量低值電阻。臂電橋主要測(cè)量中值電阻；雙臂電橋用來(lái)測(cè)量低值電阻。6.6.單臂電橋又叫惠斯通電橋。單臂電橋又叫惠斯通電橋。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握惠斯通電橋的基本原理，了解橋式電路的特點(diǎn)。2.通過(guò)用惠斯通電橋測(cè)電阻，掌握電橋的使用方法，了解電橋靈敏度概念。實(shí)驗(yàn)原理1.電阻的測(cè)量方法電阻的測(cè)量方法1.11.1伏安法測(cè)電阻：R=U/I。1.21.2測(cè)量受到電表內(nèi)阻和電表等級(jí)的限制，不容易準(zhǔn)確。1.1.電橋法則克服了這些缺點(diǎn)，它不使用電表讀數(shù)，而是將待測(cè)電阻直接與標(biāo)準(zhǔn)電阻（電阻量具）進(jìn)行比較，故可達(dá)到很高的精確度。

3、1RxRsRGEKDB2R圖1.伏安法測(cè)電阻圖2.電橋法測(cè)量電阻2.惠斯通電橋測(cè)量電阻2.1測(cè)量電路.RX與已知電阻R1、R2、Rs連成電橋的四個(gè)臂。.對(duì)角線(xiàn)AC接電源，稱(chēng)為電橋的電源對(duì)角線(xiàn)。.對(duì)角線(xiàn)BD接檢流計(jì)，稱(chēng)為電橋的檢測(cè)對(duì)角線(xiàn)，也稱(chēng)為“橋路”； R是保護(hù)電阻 。. 檢流計(jì)檢測(cè)B、D兩點(diǎn)間的電位差。2.2電阻測(cè)量.當(dāng)B、D兩點(diǎn)間電勢(shì)不等時(shí)，有電流通過(guò)檢流計(jì)，電橋不平衡。.調(diào)節(jié) Rs，使檢流計(jì)中電流為零(Ig=0)，此時(shí)B、D兩點(diǎn)間電勢(shì)相等，電橋達(dá)到平衡。于是有: 1122I RI R12xsI RI Rss21xCRRRRRI1I23.惠斯通電橋的靈敏度 實(shí)驗(yàn)中，電橋是否平衡是依據(jù)檢流計(jì)

4、有無(wú)偏轉(zhuǎn)來(lái)判定的，但檢流計(jì)的靈敏度總是有限的。如取C=1。假設(shè)電橋已被調(diào)到完全平衡，故然有 Rx=Rs。如果此時(shí)令 Rs稍作變化，將 Rs 變成 Rs+RS ，電橋就應(yīng)失去平衡，從而應(yīng)有一個(gè)微小的電流流過(guò)檢流計(jì)，如果它小到不能使檢流計(jì)發(fā)生可以覺(jué)察的偏轉(zhuǎn)，我們會(huì)認(rèn)為電橋仍然是平衡的，因而得出的結(jié)論，就是電橋靈敏度不夠而引起的的測(cè)量誤差。電橋靈敏度定義為： ssRRnS1.實(shí)際線(xiàn)路儀器版面R1、R2-比例臂電阻。S1、S2-比例臂選擇開(kāi)關(guān)。R內(nèi)、R外-測(cè)量臂內(nèi)臂外臂電阻100、10、1、0.1、 0.01測(cè)量盤(pán)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。R3檢流計(jì)保護(hù)電阻。G檢流計(jì)，配接AZ19型檢流計(jì)，最小電壓常數(shù)為0.5uV/

5、格，最小電流常數(shù)為0.510-10A/格。K1檢流計(jì)“粗”接通開(kāi)關(guān)。K2檢流計(jì)“細(xì)”接通開(kāi)關(guān)。K3檢流計(jì)“短路”開(kāi)關(guān)。K4單橋電源與雙橋電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)撥向“單橋”，實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備選擇單橋電源；開(kāi)關(guān)撥向“雙橋”，9和10端子方有雙橋電源輸出，開(kāi)關(guān) 處于“斷”位置時(shí)，關(guān)斷了機(jī)內(nèi)單橋電源和雙橋輸出電源。1、2端雙橋標(biāo)準(zhǔn)接線(xiàn)端。3、4端雙橋未知電阻接線(xiàn)端。5、6端單橋未知電阻接線(xiàn)端。7、8端檢流計(jì)接線(xiàn)端。9、10端雙橋電源輸出接線(xiàn)端。11端靜電屏蔽端。2.儀器介紹.QJ19A型單雙臂兩用直流電橋 .檢流計(jì)（AZ19直流)先機(jī)械調(diào)零.將檢流計(jì)接入電路中.打開(kāi)電源預(yù)熱一會(huì).置于”調(diào)零”.使用將指針調(diào)到

6、零點(diǎn).選擇合適的量程.實(shí)驗(yàn)結(jié)束將置于表頭保護(hù).關(guān)閉電源.實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.用惠斯通電橋測(cè)量2個(gè)中值電阻阻值（510；5.1/k).2.測(cè)量電橋的靈敏度.3.計(jì)算測(cè)量的不確定度,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行規(guī)范報(bào)道.4.課后思考所留的題目.1.接線(xiàn)與測(cè)量電阻RX.1、2端子需用短路片短路.5、6端子接待測(cè)電阻RX.(測(cè)量?jī)蓚€(gè)中值電阻).7、8端子接檢流計(jì)。實(shí)驗(yàn)步驟量程 工 作 電 源電 壓（） V允 許 誤 差（%）被 測(cè) 電 阻比 例 臂 電 阻Rx（ ）R1（ ）R2（ ）內(nèi) 置9V 0. 05 0. 5 11110000111111111111000000000000333324244562453.根據(jù)RX 估

7、計(jì)值(或用萬(wàn)用表粗測(cè)值)，按下表建議選擇設(shè)置R1和R2值(按所有的鍵盤(pán)都能用上增加位數(shù)).K4撥向“單橋”。.按下K1（粗）按鈕開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)十進(jìn)測(cè)量盤(pán)，使檢流計(jì)指零，再按下K2 （細(xì)）按鈕開(kāi)關(guān)，再次調(diào)節(jié)十進(jìn)測(cè)量盤(pán)，使檢流計(jì)準(zhǔn)確指零，電橋平衡。按下式計(jì)算被測(cè)電阻值。ss21xCRRRRR2.電橋靈敏度的測(cè)量.將電橋調(diào)試平衡。.調(diào)節(jié)Rs使其變動(dòng) RS,若檢流計(jì)指針離開(kāi)平衡位置向左偏離n左格；再使檢流計(jì)指針離開(kāi)平衡位置向右偏離n右格，求其平均值 。.用下式計(jì)算電橋的靈敏度：ssRRnSn3.測(cè)量的誤差分析電橋儀器的極限誤差:.R=Ra(儀器等級(jí)）%.uR= R/ (B類(lèi)不確定度）.ER= uR / R

8、示 a(儀器等級(jí)）/ %33實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄待測(cè)電阻電阻標(biāo)稱(chēng)值R RXiXi/ CRS/RS/n/格(平均值）S/格R1/R2/實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理(RX2的數(shù)據(jù)處理相同） %22.02222122.0222211.22111xxSRSERERESsRuRuRuxRuERsRRRXRX11.(/12RRRxSR代入數(shù)據(jù)）（注意：有效數(shù)字；物理量 單位）單位，科學(xué)計(jì)數(shù)法。保留一位保留兩位/332. 3111XRXRXREU2(/. 4111KURRXXX）尾數(shù)對(duì)齊；科學(xué)計(jì)數(shù)法單位示實(shí)驗(yàn)注意為了保證測(cè)量精度和保護(hù)檢流計(jì)，使用檢流計(jì)按鈕時(shí)要采用“躍接法”。躍接法是指：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需接通檢流計(jì)時(shí)，按下“電計(jì)”按鈕，觀(guān)察檢流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)。如果指針偏轉(zhuǎn)很