電橋法測中低值電阻

1、電橋法測中低值電阻East China University of Science and Technology思考與討論的問題華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology 電橋有許多種電橋有許多種, ,不僅可以測量電阻不僅可以測量電阻, ,不不同的電橋還可以測量電容、電感、溫度、同的電橋還可以測量電容、電感、溫度、壓力、真空度等許多物理量，也廣泛應用壓力、真空度等許多物理量，也廣泛應用于近代工業(yè)生產(chǎn)的自動控制中。于近代工業(yè)生產(chǎn)的自動控制中。電阻的常用測量方法伏安法伏安法電橋法電橋法電流表

2、、電壓表準確度不高，表內(nèi)及線路電流表、電壓表準確度不高，表內(nèi)及線路本身帶有電阻誤差，精確度不高本身帶有電阻誤差，精確度不高 將待測電阻與標準電阻進行比較，將待測電阻與標準電阻進行比較，精確度很高，操作更簡潔精確度很高，操作更簡潔華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology實驗原理直流平衡電橋；平衡比較法直流平衡電橋；平衡比較法電橋的平衡條件？電橋的平衡條件？I=0RsRRRBAX華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Sci

3、ence and Technology實驗原理 誤差主要來源誤差主要來源 1.R1.RA A、R RB B本身的誤差本身的誤差 2.2.電橋的靈敏度電橋的靈敏度; ; 3. 3.觸點誤差觸點誤差; ; 4. 4.電阻箱示值電阻的電阻箱示值電阻的 儀器誤差儀器誤差RsRRRxBA 修正系統(tǒng)誤差修正系統(tǒng)誤差 交換法（互易法）交換法（互易法） sRRRRxABSSRRRx 華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology儀器的操作技能與調(diào)整技術RsRRRBAX比率臂比率臂如何盡快使電橋平衡？如何盡快

4、使電橋平衡？反向區(qū)逐次逼近法反向區(qū)逐次逼近法如何判斷電橋是否平衡？如何判斷電橋是否平衡？如何保護檢流計？如何保護檢流計？允許電流允許電流10-6A華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology1.1.自組電橋自組電橋 C C越小，有效數(shù)字位數(shù)越多，測量結(jié)果越精確越小，有效數(shù)字位數(shù)越多，測量結(jié)果越精確 2.2.箱式惠斯通電橋箱式惠斯通電橋 C C的選取應使的選取應使RsRs有效位數(shù)最多（四位），有效位數(shù)最多（四位）， 提高測量精度提高測量精度 3.3.開爾文電橋開爾文電橋比率臂的選擇CRsRX

5、比率臂比率臂選擇原則：充分利用儀器，選擇原則：充分利用儀器， 使使Rs有效位數(shù)最多，有效位數(shù)最多， 測量精度最高。測量精度最高。華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology實驗儀器 直流電源，檢流計，可變電阻箱，直流電源，檢流計，可變電阻箱， 待測電阻，待測電阻， 元器件插座板元器件插座板 QJ24a QJ24a型惠斯通直流電橋型惠斯通直流電橋 QJ42 QJ42型開爾文雙臂電橋型開爾文雙臂電橋 四端接線箱，螺旋測微計四端接線箱，螺旋測微計華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教

6、學中心East China University of Science and Technology六鈕電阻箱1000010001001010.199999.99.90.90(0.0010.002 )SRSRm儀內(nèi)部接線圖內(nèi)部接線圖接入接入轉(zhuǎn)盤數(shù)轉(zhuǎn)盤數(shù)華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology檢流檢流計調(diào)計調(diào)零鈕零鈕檢流計檢流計開關開關電源電源開關開關22實驗儀器惠斯通電橋比較臂比較臂比率臂比率臂電電源源待測電阻待測電阻接入處接入處使用時使用時將金屬將金屬片接在片接在外接上外接上華東理工

7、大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology實驗儀器開爾文電橋檢流檢流計調(diào)計調(diào)零鈕零鈕電源電源1.5V比較臂比較臂比率臂比率臂待測電阻接入處待測電阻接入處（四端四端）電源電源開關開關檢流計檢流計開關開關G G短路短路華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology實驗內(nèi)容1.1.自組電橋交換法測量電阻自組電橋交換法測量電阻 Rx2Rx2（200200） Rx3Rx3（20002000）2.2. 自

8、組電橋分別用比率臂為自組電橋分別用比率臂為 100/100 100/100 、100/1000100/1000、 100/10000 100/10000 測量電阻測量電阻 Rx1Rx1（2020）華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology3 .3 .用用QJ-24aQJ-24a型惠斯通箱式電橋，選擇合適的比率臂型惠斯通箱式電橋，選擇合適的比率臂 分別測量待測電阻分別測量待測電阻Rx1Rx1（2020）、）、 RX2 RX2（200200）、）、 Rx3Rx3（20002000）4.4.試

9、用試用QJQJ4a4a型惠斯通電橋測量銅棒電阻，分析惠斯登型惠斯通電橋測量銅棒電阻，分析惠斯登電橋測量電阻的合適范圍。電橋測量電阻的合適范圍。5.5.用用QJQJ4242型開爾文雙臂電橋測量銅棒電阻，并用作圖法計型開爾文雙臂電橋測量銅棒電阻，并用作圖法計算銅棒的電阻率。算銅棒的電阻率。（提示：測量點選在電阻值為同一數(shù)量級處，請思考為什（提示：測量點選在電阻值為同一數(shù)量級處，請思考為什么？）么？）24RLLSd實驗內(nèi)容華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology電學實驗的操作規(guī)程n先接線，后

10、通電先接線，后通電n先斷電，后拆線先斷電，后拆線 n儀器布局合理儀器布局合理n“便于連線，利于操作，易于觀察，保證安全便于連線，利于操作，易于觀察，保證安全” n一個一個回路接線一個一個回路接線 準備準備連線連線檢查檢查實驗實驗連線連線通電通電歸整歸整華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology數(shù)據(jù)處理-交換法測量1.1.計算計算Rx2Rx2和和Rx3Rx3的測量值；的測量值；2.2.推導推導U URxRx, ,，計算，計算U URx2Rx2和和U URx3Rx3 ，實驗結(jié)果表示為實驗結(jié)果

11、表示為SSXRRR2221SSXRSSRSSRURRURRUXRXUR 華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology實驗方法總結(jié)1.1.按自組電橋電路圖按自組電橋電路圖, ,根據(jù)電學實驗的操作規(guī)程正確接線根據(jù)電學實驗的操作規(guī)程正確接線2.2.用用“反向區(qū)逐次逼近法反向區(qū)逐次逼近法”調(diào)節(jié)電橋平衡調(diào)節(jié)電橋平衡3.3.正確使用橋路中高值限流電阻正確使用橋路中高值限流電阻RMRM，以保護檢流計，以保護檢流計4.4.正確調(diào)整箱式電橋正確調(diào)整箱式電橋5.5.惠斯登電橋比率臂的選擇原則為測量結(jié)果的有效數(shù)

12、字惠斯登電橋比率臂的選擇原則為測量結(jié)果的有效數(shù)字 最多最多 華東理工大學物理實驗教學中心華東理工大學物理實驗教學中心East China University of Science and Technology注意事項1.1.請注意保護檢流計請注意保護檢流計: :檢流計允許通過的電流為檢流計允許通過的電流為1010-6-6A,A,在實驗在實驗中中, ,每一操作必須考慮檢流計的安全每一操作必須考慮檢流計的安全; ;2.2.用箱式電橋測定待測電阻前用箱式電橋測定待測電阻前, ,應先粗略估測其阻值應先粗略估測其阻值; ;3.3.電阻值隨溫度變化電阻值隨溫度變化, ,開關應短時間接通開關應短時間接通; ;不測量時不測量時, ,關掉電源關掉電源4.4