用單臂電橋測量中值電阻課件

用單臂電橋測量中值電阻實驗?zāi)康?、掌握惠斯通電橋測電阻的原理和方法。

2、學(xué)會用交換法減小和消除系統(tǒng)誤差。3、了解提高電橋靈敏度的幾種途徑。實驗原理電橋法測量是一種很重要的測量技術(shù)。由于電橋法線路原理簡明，儀器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測量的靈敏度和精確度較高等優(yōu)點，使它廣泛應(yīng)用于電磁測量，也廣泛應(yīng)用于非電量測量。電橋可以測量電阻、電容、電感、頻率、壓力、溫度等許多物理量。同時，在現(xiàn)代自動控制及儀器儀表中，常利用電橋的這些特點進行設(shè)計、調(diào)試和控制。電橋分為直流電橋和交流電橋兩大類。直流電橋又分為單臂電橋和雙臂電橋，單臂電橋又稱為惠斯通電橋，主要用于精確測量中值電阻。雙臂電橋又稱為開爾文電橋，主要用于精確測量低值電阻。本次實驗主要是學(xué)習(xí)應(yīng)用惠斯通電橋測電阻。1．惠斯通電橋的線路原理惠斯通電橋的線路原理如圖所示。四個電阻R1，R2，Rx和RS聯(lián)成一個四邊形，每一條邊稱作電橋的一個臂，其中：R1，R2組成比例臂，Rx為待測臂，RS為比較臂，四邊形的一條對角線AC中接電源E，另一條對角線BD中接檢流計G。所謂“橋”就是指接有檢流計的BD這條對角線，檢流計用來判斷B，D兩點電位是否相等，或者說判斷“橋”上有無電流通過。電橋沒調(diào)平衡時，“橋”上有電流通過檢流計，當(dāng)適當(dāng)調(diào)節(jié)各臂電阻，可使“橋”上無電流，即B，D兩點電位相等，電橋達(dá)到了平衡。此時的等效電路如圖所示。由電橋的平衡條件可以看出，式中除被測電阻Rx外，其它幾個量也都是電阻器。因此，電橋法測電阻的特點是將被測電阻與已知電阻(標(biāo)準(zhǔn)電阻)進行比較而獲得被測值的。因而測量的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)電阻。一般來說，標(biāo)準(zhǔn)電阻的精度可以做的很高，因此，測量的精度可以達(dá)到很高。伏安法測電阻中測量的精度要依賴電流表和電壓表，而電流表和電壓表準(zhǔn)確度等級不可能作的很高，因此，測量精度不可能很高。惠斯通電橋測電阻中，測量的精度不依賴電表，故其測量精度比伏安法的測量精度高。2．電橋的靈敏度及影響因素電橋測量電阻，僅在電橋平衡時才成立的，而電橋的平衡是依據(jù)檢流計的偏轉(zhuǎn)來判斷的，由于判斷時受到眼睛分辨能力的限制而存在差異，會給測量結(jié)果帶來誤差，影響測量的準(zhǔn)確性。這個影響的大小取決于電橋的靈敏度。所謂電橋靈敏度，就是在已經(jīng)平衡的電橋里，當(dāng)調(diào)節(jié)比較臂的電阻RS，使改變一個微小量△RS，使檢流計指針離開平衡位置△d格，則定義電橋靈敏度S為

式中：RS是電橋平衡時比較臂的電阻值，△RS／RS是比較臂的相對改變量。因此，電橋靈敏度S表示電橋平衡時，比較臂RS改變一個相對值時，檢流計指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。S的單位是“格”。例如，S=100格=1格／(1／100)，則電橋平衡后，只要RS改變1％，檢流計就會有1格的偏轉(zhuǎn)。一般講，檢流計指針偏轉(zhuǎn)1／10格時，就可以被覺察，也就是說，此靈敏度的電橋，在它平衡后，RS只要改變0.1％，我們就能夠覺察出來，這樣由于電橋靈敏度的限制所導(dǎo)致的誤差不會大于0.1％。這也正是我們研究電橋靈敏度的目的。3．實驗裝置（１）箱式電橋：其面板和電路結(jié)構(gòu)見圖。（1）待測電阻Rx接線柱；（2）檢流計按鈕開關(guān)G：按下時檢流計接通電路，松開(彈起)時檢流計斷開電路；（3）電源按鈕開關(guān)B：按下時電橋接通電路，松開(彈起)時斷開電路；（4）檢流計；（5）檢流計調(diào)零旋鈕；（6）外接檢流計接線柱；（7）外接電源接線柱；（8）比例臂（9）比較臂（提供比例）。實驗步驟1清點主要儀器：2按圖測量電路安置儀器，連接電路3利用