電橋法測電阻

電橋法測電阻代由勇1866011709075097測電阻的方法測電阻有很多種方法,如伏安法、歐姆表法等,它們多數(shù)都不同程度地受到電表精度和接入誤差的影響。但運(yùn)用電橋法測電阻是一種比較法,上述影響比較小,只要標(biāo)準(zhǔn)電阻很精確,檢流計(jì)足夠靈敏,那么被測電阻的結(jié)果就有較高的精確度。試驗(yàn)?zāi)康?.了解惠斯通電橋測量電阻的原理，學(xué)會正確運(yùn)用電橋測量電阻的方法；

2.了解電橋靈敏度的概念，學(xué)習(xí)對測量電路系統(tǒng)誤差的簡潔校正；

3.駕馭箱式直流電橋的運(yùn)用方法。

試驗(yàn)儀器“+、-”為外接電源的輸人端鈕

“內(nèi)、G、外”為檢流計(jì)選擇端鈕

當(dāng)“G’和“內(nèi)”由短路片連接時(shí)，則在“G”和“外”間需外接檢流計(jì)，在“G”和“外”短接時(shí)，本儀器內(nèi)置的檢流計(jì)已接人橋路之中。

試驗(yàn)儀器面板上的“B”“G”按鈕，前者用于接通電源，后者用于接通檢流計(jì)支路。在運(yùn)用時(shí)，“B”、“G”兩個(gè)電健要同時(shí)運(yùn)用，但需先按下“B”，再按下“G”；斷開時(shí)則先松開“G”，再松開“B”，以疼惜檢流計(jì)。試驗(yàn)原理–線路原理K為電橋倍率在測量時(shí)，要先知道Rx的估測值，本試驗(yàn)通過萬用表測得，依據(jù)Rx的大小選擇合適的電橋倍率，把Rx調(diào)到估測值，再細(xì)調(diào)，使電橋平衡。利用惠斯通電橋測電阻，從根本上消退了接受其它方法時(shí)，由于電表接入而帶來的系統(tǒng)誤差，因而精確度也就提高了。倍率有效量程分辨力標(biāo)準(zhǔn)度等級指數(shù)（C）基準(zhǔn)值（Rs）橋路電源***×0.0010~9.999Ω1mΩ221Ω內(nèi)附3V×0.010~99.99Ω10mΩ0.20.210Ω×0.10~999.9Ω100mΩ100Ω×10~9.999KΩ1Ω1KΩ×100~99.99KΩ10Ω0.5110KΩ×1000~999.9KΩ100Ω2100KΩ15V×10000~9.999MΩ1KΩ251MΩ試驗(yàn)原理–電橋的靈敏度上式是在電橋平衡的條件下推導(dǎo)出來的，而電橋是否平衡，試驗(yàn)上是看檢流計(jì)有無偏轉(zhuǎn)來推斷的。檢流計(jì)的靈敏度總是有限的，例如我們試驗(yàn)中所用的張絲式指針檢流計(jì)，指針偏轉(zhuǎn)1格所對應(yīng)的電流大約為10-6A，當(dāng)通過它的電流比10-7A還要小時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)小于0.1格，我們就很難覺察出來，假設(shè)電橋在R1/R2=1調(diào)到了平衡，則有Rx=R0，這時(shí)若把R0變更一個(gè)量ΔR0，電橋就應(yīng)失去平衡，從而有電流Ig流過檢流計(jì)，但若Ig小到我們檢覺察不出來檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)時(shí)，那么我們就會認(rèn)為電橋還是平衡的，因而得出Rx=R0+ΔR0，ΔR0就是由于檢流計(jì)靈敏度不夠而帶來的測量誤差ΔRx。為此，我們引入電橋靈敏度S的概念，它定義為：ΔRx是在電橋平衡后Rx的微小變更量(事實(shí)上待測電阻Rx是不能變的，在測S時(shí)，變更的是標(biāo)準(zhǔn)電阻R0),而Δn是由于電橋偏離平衡而引起的檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，它越大，說明電橋越靈敏，帶來的誤差也就越小。電橋靈敏度的凹凸取決于電源電壓的凹凸、檢流計(jì)本身的靈敏度、四個(gè)橋臂的搭配以及橋路電阻的大小，因此，其并非固定值。電橋靈敏度的測量在電橋平衡時(shí)，使R0變更ΔR0，而檢流計(jì)指針偏離零點(diǎn)0.2格（人眼能覺察到的的界限）。實(shí)際測量中往往是實(shí)行在電橋平衡時(shí)，R0變更某一值ΔR0,，使指針偏離零點(diǎn)為2格，然后再取試驗(yàn)原理–電橋的優(yōu)缺點(diǎn)電橋的實(shí)質(zhì)是把未知電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻相比較，而制造較高精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻并不困難，用電橋測電阻時(shí)，只要檢流計(jì)足夠靈敏，且選用標(biāo)準(zhǔn)電阻作為橋臂，待測值可以達(dá)到其它三臂的標(biāo)準(zhǔn)電阻具有的精確度。電橋電路中的檢流計(jì)只用來推斷電流有無，并不須要供應(yīng)讀數(shù)，所以選用的檢流計(jì)只要求有高的靈敏度，其它方面并無苛求。電橋的缺點(diǎn)主要是操作較煩，且不能測量非線性電阻。試驗(yàn)內(nèi)容-11.先用萬能電表電阻檔粗測電阻的阻值。2.將電阻接到電橋上，依據(jù)電阻值選擇電橋的倍率和讀數(shù)旋鈕（比較臂R0），合適的比率將有4位有效數(shù)字的測量結(jié)果，也就是首位讀數(shù)旋鈕不為零。連接“G”和“外”短接，令電橋運(yùn)用內(nèi)置的檢流計(jì)和內(nèi)置的電源。3.按下電源開關(guān)按扭“B”，使電橋通電。起初電橋處于非平衡狀態(tài)，點(diǎn)按檢流計(jì)按扭“G”，可視察到指針的偏轉(zhuǎn)。由偏轉(zhuǎn)方向，推斷讀數(shù)調(diào)整的增減方向，相應(yīng)調(diào)整最大的讀數(shù)旋鈕，使指針的偏轉(zhuǎn)幅度削減。試驗(yàn)內(nèi)容-24.仿步驟3，依照從大到小的次序，不斷調(diào)整電橋的讀數(shù)旋扭，漸漸使電橋上的檢流計(jì)指針指向零。5.最終，檢查平衡電橋的靈敏度：在電橋平衡時(shí)，變更讀數(shù)旋鈕的值，使檢流計(jì)指針偏移Δn格，相應(yīng)的電阻值變更為ΔR0，計(jì)算電橋的靈敏度試驗(yàn)內(nèi)容-36.依上方法，測量幾只阻值不同的電阻。7.依據(jù)下式估算測量的不確定度。萬用表測Rx（Ω）倍率K電阻盤示值R0(Ω)測量值Rx=KR0(Ω)偏轉(zhuǎn)格量數(shù)ΔnR0改變ΔR0(Ω)靈敏度SΔRx=0.2Rx/S參考表格留意事項(xiàng)箱式電橋運(yùn)用時(shí)，電源接通時(shí)間均應(yīng)很短，即不能將B、G兩按鈕同時(shí)長時(shí)間按下；測量時(shí)，應(yīng)先按B后按G，斷開時(shí)，必需先斷開G后斷開B。并養(yǎng)成習(xí)慣。箱式電橋所用電源的電壓大小請看清試驗(yàn)室供應(yīng)的說明書或資料，按規(guī)定取值。調(diào)整比較臂R0的四個(gè)電阻旋鈕時(shí)，應(yīng)由大到小。