惠斯通電橋比例臂的選取

1、最新資料推薦惠斯通電橋比例臂選取原則惠斯通電橋主要用于測量中值電阻（ 10 10 6）， 是大學(xué)物理實驗課程中常見的一個實驗項目； 在實驗室條件下， 一般利用自組電橋測量幾百和幾千歐姆的電阻，這里主要討論在測量上述中值電阻時比例臂選取的問題。1. 電橋法測電阻原理R1RxBR2RsDERp電橋平衡條件：R1RxRxR1 RsRRR2s22.比例臂的選取原則2.1 K 的選取令 KR1， K 的選取與兩個因素有關(guān)： （ 1）與待測電阻數(shù)量級有關(guān)； （ 2）與測量結(jié)果R2有效數(shù)字位數(shù)有關(guān)。在專用電橋中，Rs 由四檔電阻箱設(shè)置，最高位為千位。如果K 選擇合適的話，使得Rs 千位不為零，則測量結(jié)果Rx

2、 將會有四位有效數(shù)字。如某待測電阻為幾百歐姆，則其數(shù)量級為 102 ，又由于 Rs 數(shù)量級為 103 ，故 KRx10210 1 ；如某待測電阻Rs103為幾千歐姆，則其數(shù)量級為103 ，又由于 Rs 數(shù)量級為 103，故 KRx103100Rs1032.2 R1R2 的選取KR1 ，當(dāng)待測電阻為幾千歐姆時，依據(jù)上述分析，K1，即 R11；單從表達(dá)式R2R2R11101001000100001，是不是任選上看，R1R2 的取值不固定，如110100100010000R21最新資料推薦一組均可？僅從電橋平衡條件來看，似乎是這樣。但當(dāng)考慮到電橋的靈敏度時，我們發(fā)現(xiàn)，最佳實驗條件是R1與 Rx ,

3、R2與 Rs取同數(shù)量級?，F(xiàn)分析如下。電橋的靈敏度是作這樣描述的： 當(dāng)電橋達(dá)到平衡狀態(tài)時， 若對其中任何一個電阻做微小改變，電橋平衡被破壞，指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)；顯然，在電阻改變一定的情況下，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，則電橋越靈敏，測量也越準(zhǔn)確。以平衡態(tài)時電阻Rs 作小的改變，電橋靈敏度定義為：SnRsRs其中n 為 Rs 改變Rs 時，檢流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)?；菟雇姌虻撵`敏度與電源電壓成正比 , 與檢流計的靈敏度成正比 , 與檢流計內(nèi)阻、 橋臂總阻值、 橋臂電阻之比等因素均有關(guān)系。對此已有諸多文獻(xiàn)論述，在此不再贅述，這里主要分析在電源電壓一定及檢流計給定的情況下，如何對R1R2 進(jìn)行選擇才能保證電橋具有較高的

4、靈敏度。2.2.1 理論分析由前述分析，依據(jù)被測電阻數(shù)量級與Rs 數(shù)量級可確定比例系數(shù)，如下表所示Rx101102103Rs103103103K0.010.11現(xiàn)在分析，當(dāng)比例系數(shù)K 確定后，如何對R1 R2 進(jìn)行確定。檢流計兩端電壓 U BD(R2R1) E ，RsR2R1 Rx當(dāng)檢流計內(nèi)阻一定的情況下，U BD 越大則檢流計偏轉(zhuǎn)越大。在平衡狀態(tài)下，由于R1Rx ，可得 U BD0R2Rs在平衡條件下，對任一電阻作一小的改變，如以Rs 為例，當(dāng) Rs 改變量一定時， U BD越 大，則 電橋越 靈敏。 設(shè)待測電 阻為 Rx1000， 則平衡時 Rs 1000，現(xiàn)在 設(shè)Rx 5 ，則 R1R2 取不同數(shù)量級時，U BD 是不同的，如下表所示2最新資料推薦R1 /R2 /Rx /Rs /U BD / V1110009955.02106 ERx1000101010009954.93105 EK110010010009954.15104 E1000100010009951.25103 E100001000010009954.13104 ERx10011100955.16104 E1010100954.33103 EK0.1100100100951.28102 E10001000100954.15103