教案授課順序4

1、授課日期教學(xué)內(nèi)容授課順序:班級第七章電橋 第八章萬用表專業(yè)教學(xué)目的1 了解電橋的結(jié)構(gòu)和萬用表的組成及用途2理解各種電橋及萬用表的工作原理3掌握直流電橋的使用方法和萬用表的使用方法重點難點作業(yè)布置重點：1各種電橋的工作原理及萬用表的工作原理 2直流電橋的使用方法和萬用表的使用方法難點：1直流雙電橋的原理3萬用表的工作原理7-58-32交流阻抗電橋的原理其他記載第七章電橋一、直流單電橋（又稱惠斯登電橋）的工作原理直流單電橋的原理電路如圖7- 1所示。圖見書上第85頁（配合投影講解）。 圖中四個電阻的連接點 a b、c、d稱為電橋的頂點由四個電阻組成的支路分別 稱為橋臂。a b端接一個直流電源，為電

2、橋的輸入端；C、d端接一個指零儀， 為電橋的輸出端。I 1 = 1 2 I 3=1 4 代當(dāng)電橋接通電源后，調(diào)節(jié)橋臂電阻 R2、R3、R4o使C、d兩頂點的電位相等， 則通過指零儀的電流Ig=0,此狀態(tài)稱為電橋平衡狀態(tài)。電橋平衡時必定滿足的條 件是:I 1FX=I4R I 2RFI3R3由于Ig=0,根據(jù)基爾霍夫定律可得入上述的平衡條件并整理的： 匹 =5匹 得R3FX=RR即1 2 R21 3 R3甩上RR3式中：R2、R3電橋得比例臂電阻R4比較臂電阻即可以通過調(diào)節(jié)電阻R2、R3、R4使得電橋平衡，從而求得被測電阻 Rx得值。一般直流單電橋的準(zhǔn)確度等級有 0.01、0.02、0.05、0.

3、1、0.2、1.0、1.5、 2.0等八個等級。二、直流單電橋的特點（1）使用單電橋測量電阻，當(dāng)被測電阻小于10歐娒時，弓I線電阻、與電橋連 接處的接觸電阻就不能忽略。（2）為了準(zhǔn)確的判斷電橋的平衡，應(yīng)該采用高靈敏的指零儀。（3）直流單電橋也可以運用于不平衡狀態(tài)，方法是：用可以讀出電流值的 電流表作指零儀，可以從Ig的大小再根據(jù)Rx與Ig的函數(shù)關(guān)系，推算出Rx的值。 這種使用方法的電橋稱為不平衡電橋，它再自動檢測中應(yīng)用十分廣泛。三、QJ23型直流單電橋1結(jié)構(gòu)該電橋的原理及結(jié)構(gòu)示意圖如圖 7-3所示，圖見書上第87頁，圖中的比 例臂有8個電阻組成共有io-1、io-2、io-3、i、io、io2

4、、io3七個檔位的七個比 率值。比較臂由4組電阻箱組成。第i級為9個i歐姆電阻，第2、3、4級分別 為9個io歐姆、9個ioo歐姆、9個iooo歐姆的電阻。選擇不同的比例臂和比較臂，可以測量從 i*io-3到9999*io3歐姆的電阻。2 QJ23型直流單電橋的使用步驟 使用前先將檢流計鎖扣打開，并調(diào)節(jié)調(diào)零器使指針或光點指標(biāo)都置于零 位。 若使用外接電源，其電壓應(yīng)按規(guī)定選擇。太高會損壞橋臂電阻，太低又 會降低靈敏度。 應(yīng)先估計被測電阻的大約數(shù)值，以選擇合適的比率，保證比較臂的4組電阻能全部用上。（舉例說明） 測量時，應(yīng)先按“電源”按鈕，再按“檢流計”按鈕，然后調(diào)節(jié)平衡。 測量完畢，應(yīng)先打開“檢

5、流計”按鈕，再打開“電源”按鈕。在調(diào)節(jié)過程，也不 宜將檢流計按鈕按死。以免檢流計通電時間太長。 測量結(jié)束并不再使用時，應(yīng)將檢流計鎖扣鎖上。四、直流雙電橋（又稱凱爾文電橋）的工作原理直流雙電橋是用于測量小電阻的電橋。一般測量時的接線電阻和接觸電阻其 數(shù)量級大約為io-2到io-4歐姆。如果這個值與被測電阻相比不能忽略，就應(yīng)該 用雙電橋測量。i直流雙電橋的原理圖如圖7-4所示，圖見書上第 測量時，接上Rx，然后調(diào)節(jié)個橋臂電阻，領(lǐng)檢流計電流 可寫出圖7-4中三個回路的方程為：I iRi=I sRS+I aRi' I （Is-13）Ro=I3（Ri/+R2/）聯(lián)立求解得：/）（d-電）或 Rx

6、=電 Rs+（Rj+Ri+R/? Ri R2Ri88頁，（圖用投影講解）。Ig=0根據(jù)基爾霍夫定律，11=1 sR+l 3R2RX唱 RS+(R0 R2rl_RoRIR2R2Ro + Ri' + r2)( Rir2)Ri'可見，用雙電橋測電阻，Rx值由兩項組成，其中第一項與單電橋相同，第二項 稱為更正項?？梢韵朕k法使更正項等于零。在制造時。令 Ri/= Ri、心 R2更正 項即可為零。為保證調(diào)節(jié)過程中始終保持更正項為零，還要把Ri和R/、R2和R2/成一對同軸調(diào)節(jié)的電阻，使改變 Ri、R2的同時，Ri/與r!會隨之變化，并 能保持同步。這樣就能保證更正項為零，另外，連接Rs和R

7、x電流接頭的導(dǎo)線， 盡可能采用導(dǎo)電性良好、線徑校粗的母線制成，其電阻Ro近于零。這樣，即使莊RiR2與R不相等，因為Ro近于零，更正項還會等于零。則R弋Rs2雙電橋可以測量小電阻的原因：Ri、 單電橋之所以不能測量小電阻，是因為單電橋測出的電阻值，包含了橋臂 間的引線電阻和接觸電阻。而雙電橋的電位接頭的引線電阻和接觸電阻位于 R2和Ri/、R2/±路中。如果Ri、R2、Ri/、R2/*身不小于10歐姆，則接觸電阻可 以忽略不計。 雙電橋的電流接頭的引線電阻和接觸電阻，一般包含在Ro中，而Ro是存在于更正項中，則對電橋平衡不產(chǎn)生影響。而另一端包含在電源支路中，也不影 響測量結(jié)果。五、Q

8、J44型直流雙電橋?qū)φ諏嵨?，講清該電橋的使用方法，并加以演示測量Rx/六、使用直流雙電橋的注意事項1被測電阻的電位接頭應(yīng)于電橋的電位接頭相連。如果Rx無電流、電位接頭之分，就按書上第90頁的圖7-5所示電路接線。電位接頭應(yīng)比電流接頭更靠 近Rx，且兩對接頭不能絞在一起。2雙電橋的工作電流大，故測量要迅速，以免損耗電池。測量結(jié)束要立即關(guān) 閉電源。七、交流阻抗電橋的工作原理原理電路如圖7-6所示，圖見書上第91頁（圖配合投影來講解）。調(diào)節(jié)橋臂 參數(shù)，使指零儀指零，表示電橋兩頂點 C、d的電位相等，此狀態(tài)為電橋的平衡。平衡時必定滿足下面兩個條件:* * * *I 1 Zl= I 4Z4， I 2Z2

9、= I 3 Z3*3 = *4得ZlZ3=Z2Z4所以，交流阻抗電橋的平* * *電橋平衡時，I g=0，有I 1 = 12，衡條件包括兩個部分：一是相對橋臂阻抗模的乘積必須相等。 二是相對橋臂阻抗 幅角之和必須相等。即 |Zl|Z 3| = |Z 2|Z 4|© l+© 3=© 2+© 4。八、交流阻抗電橋的種類雙電橋的四個橋臂要按一定的條件配置才有可能平衡。因此實際中進行配置橋臂盡量不采用電感作為已知的度量器。因為電感滿載制造上很難與電阻 分開，其準(zhǔn)確度不如標(biāo)準(zhǔn)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電容。盡量使電橋平衡條件與電源頻率無關(guān)。交流電橋要反復(fù)調(diào)節(jié)才能達到平衡。電橋達到

10、平衡所需反復(fù)調(diào)節(jié)的次數(shù)叫 收斂性。收斂性越好的電橋，調(diào)節(jié)平衡越快。要求電橋能夠分別讀數(shù)。即可以直接從刻度盤上讀出被測參數(shù)的電阻與電 抗數(shù)值。時，應(yīng)做到下面幾點：交流阻抗電橋的種類：測量電容的電橋電路（也叫串聯(lián)電阻式電容電橋）、測 量電容的電橋電路（海氏電橋）、西林電橋（測量高電壓下材料的介質(zhì)損耗）第八章萬用表一、萬用表的基本組成電感及晶體管 P值。萬用表由測量機構(gòu)（也叫表頭）、 （對照實物講解）萬用表用途廣泛，可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓、直流電阻、音 頻電平、交流電流。電容、 測量電路和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。8-4所示。圖見書上第94頁（圖用投影講解）。閉路因為當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸點接觸不好，只是

11、引起該檔電路（一）直流電流測量電路測量電路如圖8-3、 式分流器更適用于萬用表。不通，而不會造成表頭的損壞。對于圖8-3電路該檔的電流量程為：I=Ic_RSLRC Rsh式中I-一電流量程。即表頭滿偏時被測電路電流 IC-表頭滿偏電流 R?-該量程的分流電阻 Rc-該量程的表頭支路總電阻（二）直流電壓測量電路 測量電路如圖8-5所示。圖見書上第 針滿偏所對應(yīng)的被測電壓U=I c/（Rc/+Rad 式中Ic/ 等效表頭的電流滿偏值Ra-附加電阻電壓靈敏度是等效表頭滿偏電流IC的倒數(shù)。95頁。利用投影講解圖8-5。當(dāng)指Rc/-等效表頭的內(nèi)阻例如500型萬用表的電壓靈敏度為丄=一匚牙=20000 Q

12、N. iC 50*10S。注意：這里的電壓靈敏度不是指儀表靈敏度（三）交流電壓測量電路測量電路如圖8-9所示。圖見書上第97頁，利用投影講解8-9。磁電 系測量機構(gòu)的偏轉(zhuǎn)角決定于平均轉(zhuǎn)矩，而平均轉(zhuǎn)矩又決定于脈動電流的平 均值。因而儀表的指示值應(yīng)該反映被測交流經(jīng)整流后的平均值。如果串接附加電阻，貝U為電壓表使用，此時電壓量程Uc p=lc/（Rc/+ Rad.（四）直流電阻測量電路測量電路如圖8- 12所示，圖見書上第99頁，利用投影講解圖8- 12。此時表頭的電流為匸 一Rc +Rx式中：Rx被測電阻E電源電動勢I= IC,指針應(yīng)指在滿偏位置。I=0指針應(yīng)停在機械零點位置。Rc/-等效表頭的內(nèi)

13、阻 當(dāng)外電路短路，即Rx = 0時。 當(dāng)外電路斷路，即Rx = x時。 當(dāng)Rx = Rc，時I= Ic/ /2。指針恰好位于滿偏電流一半的位置。由此可見，Rx的刻度與電流刻度方向相反。并且為不均勻的刻度。當(dāng)被測電阻 與等效表頭的等效內(nèi)阻相等時，有1= Ic，/2，這時表頭指針正好位于表盤刻度尺 的中心，這個中心位置所指的電阻就是該檔等效表頭的等效內(nèi)阻，故把Rx = Rc，稱為歐姆中心值。在測量電阻時，應(yīng)選歐姆中心值與被測電阻相接近的擋位進行 測量。改變電阻檔的量程，可采用下面兩種方法：（1）保持電源電動勢不變，改變分流電阻值。（2）改變分流電阻值的同時，提高電源電動勢。（五）音頻電平測量電路電

14、平是在通訊系統(tǒng)中，用來表示電功率或電壓大小的一個參量， 用相對值表示。S=10lg（分貝 dB）PS=20 1磴1mW，負載為600Q,并以Po表示。即Po= 1mW .那么0分貝時對應(yīng)的電壓為U0二何R=J1*10亠 600 =0.775VdB”插孔，表筆不變。電測量中使用的分貝，統(tǒng)一規(guī)定為功率或電壓與一個已知的標(biāo)準(zhǔn)零電平之比 的對數(shù)值。此零電平規(guī)定為測電平時，紅表筆接“分貝的刻度是按交流電壓最低檔刻度的。 例如500型萬用表交流電壓最低檔 是10V檔。在10V的標(biāo)尺上0.775V對應(yīng)于0分貝，7.75V對應(yīng)于20分貝。S=20 lgUl = S=20 IgZ =20 DbUi0.775二、

15、萬用表的使用方法（一）測量前的準(zhǔn)備工作1在測電阻前，先要做外觀檢查，然后檢查電池電壓是否足夠。2機械調(diào)零。3 “電氣調(diào)零”（也叫歐姆調(diào)零）。即將兩表筆短接?？粗羔樖欠裰噶?。不 指零，就要調(diào)整“調(diào)零”旋鈕，使指針指零。4檢查表筆位置是否正確。紅表筆應(yīng)接在標(biāo)有“ + ”號的接線柱上；黑表筆 應(yīng)接在標(biāo)有“”或“*”號的接線柱上。（二）測電壓或電流用萬用表測電壓或電流時，應(yīng)注意以下幾點：1要有監(jiān)護人。監(jiān)護人的技術(shù)等級要高于測量人。監(jiān)護人的作用又兩個：- 是使測量人與帶電體保持規(guī)定的安全距離；二是監(jiān)護測量人正確使用儀表和正確 測量。如果測量人不懂測量技術(shù)，有權(quán)制止測量工作。2測量時不要用手觸摸表筆的金屬部分，以保證安全和測量的準(zhǔn)確性。Vo3測量高壓或大電流時，不能在測量時旋動轉(zhuǎn)動開關(guān)，避免轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸頭 產(chǎn)生電弧而損壞開關(guān)。4要注意被測量的極性，避免指針反偏而損壞儀表。5檔不知道電壓和電流有多大時，應(yīng)先將量程檔置于最高檔