教案授課順序4

1、教案 授課順序：授課日期班級(jí)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容第七章 電橋第八章 萬用表教學(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(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：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(diǎn)：1 直流雙電橋的原理 2 交流阻抗電橋的原理 3 萬用表的工作原理作業(yè)布置7-5 8-3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71所示。圖見書上第85頁(yè)（配合投影講解）。圖中四個(gè)電阻的連接點(diǎn)a、b、c、d稱為電橋的頂點(diǎn)由四個(gè)電阻組成的支路分別稱為橋臂。a、b端接

2、一個(gè)直流電源，為電橋的輸入端；c、d端接一個(gè)指零儀，為電橋的輸出端。當(dāng)電橋接通電源后，調(diào)節(jié)橋臂電阻R2、R3、R4。使c、d兩頂點(diǎn)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(shí)必定滿足的條件是:I1RX=I4R4 I2R2=I3R3 由于Ig=0，根據(jù)基爾霍夫定律可得I1=I2 I3=I4代入上述的平衡條件并整理的：= 得 R3RX=R2R4 即RX=R4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(cè)電阻RX得值。一般直流單電橋的準(zhǔn)確度等級(jí)有0.01、 0.02、 0.05、 0.1、 0.2、 1.0、

3、 1.5、 2.0等八個(gè)等級(jí)。二、直流單電橋的特點(diǎn) （1）使用單電橋測(cè)量電阻，當(dāng)被測(cè)電阻小于10歐娒時(shí)，引線電阻、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(yùn)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(dòng)檢測(cè)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73所示，圖見書上第87頁(yè)，圖中的比例臂有8個(gè)電阻組成共有101、102、103、1、10、102、103七個(gè)檔位的七個(gè)比率值。

4、比較臂由4組電阻箱組成。第1級(jí)為9個(gè)1歐姆電阻，第2、3、4級(jí)分別為9個(gè)10歐姆、9個(gè)100歐姆、9個(gè)1000歐姆的電阻。選擇不同的比例臂和比較臂，可以測(cè)量從1*103到9999*103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(jì)鎖扣打開，并調(diào)節(jié)調(diào)零器使指針或光點(diǎn)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(huì)損壞橋臂電阻，太低又會(huì)降低靈敏度。 應(yīng)先估計(jì)被測(cè)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(cè)量時(shí)，應(yīng)先按“電源”按鈕，再按“檢流計(jì)”按鈕，然后調(diào)節(jié)平衡。測(cè)量完畢，應(yīng)先打開“檢流計(jì)”按鈕，再打開“電源”按鈕。在調(diào)節(jié)過程，

5、也不宜將檢流計(jì)按鈕按死。以免檢流計(jì)通電時(shí)間太長(zhǎng)。 測(cè)量結(jié)束并不再使用時(shí)，應(yīng)將檢流計(jì)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(cè)量小電阻的電橋。一般測(cè)量時(shí)的接線電阻和接觸電阻其數(shù)量級(jí)大約為102到104歐姆。如果這個(gè)值與被測(cè)電阻相比不能忽略，就應(yīng)該用雙電橋測(cè)量。1 直流雙電橋的原理圖如圖74所示，圖見書上第88頁(yè)，（圖用投影講解）。測(cè)量時(shí)，接上RX，然后調(diào)節(jié)個(gè)橋臂電阻，領(lǐng)檢流計(jì)電流Ig=0根據(jù)基爾霍夫定律，可寫出圖74中三個(gè)回路的方程為：I1R1=ISRS+I3R1/ I1R2=ISRX+I3R2/(IS-I3)R0=I3(R1/+R2/) 聯(lián)立求解得：RX=RS+()

6、() 或RX=RS+（）()可見，用雙電橋測(cè)電阻，RX值由兩項(xiàng)組成，其中第一項(xiàng)與單電橋相同，第二項(xiàng)稱為更正項(xiàng)?？梢韵朕k法使更正項(xiàng)等于零。在制造時(shí)。令R1/R1、R2/R2更正項(xiàng)即可為零。為保證調(diào)節(jié)過程中始終保持更正項(xiàng)為零，還要把R1和R1/、R2和R2/做成一對(duì)同軸調(diào)節(jié)的電阻，使改變R1、R2的同時(shí)，R1/與R2/會(huì)隨之變化，并能保持同步。這樣就能保證更正項(xiàng)為零.,另外，連接RS和RX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R0近于零。這樣，即使與不相等，因?yàn)镽0近于零，更正項(xiàng)還會(huì)等于零。則RX=RS 2 雙電橋可以測(cè)量小電阻的原因： 單電橋之所以不能測(cè)量小電阻，是因?yàn)?/p>

7、單電橋測(cè)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R1、R2和R1/、R2/支路中。如果R1、R2、R1/、R2/本身不小于10歐姆，則接觸電阻可以忽略不計(jì)。 雙電橋的電流接頭的引線電阻和接觸電阻，一般包含在R0中，而R0是存在于更正項(xiàng)中，則對(duì)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(cè)量結(jié)果。五、QJ44型直流雙電橋?qū)φ諏?shí)物，講清該電橋的使用方法，并加以演示測(cè)量RX/六、使用直流雙電橋的注意事項(xiàng) 1 被測(cè)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(yè)的圖7-5所示電路接線。電位接頭應(yīng)比電流接頭更靠

8、近RX，且兩對(duì)接頭不能絞在一起。 2 雙電橋的工作電流大，故測(cè)量要迅速，以免損耗電池。測(cè)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(yè)（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(diǎn)c、d的電位相等，此狀態(tài)為電橋的平衡。平衡時(shí)必定滿足下面兩個(gè)條件：Z1=Z4，Z2=Z3電橋平衡時(shí)，=0，有=，= 得Z1Z3=Z2Z4所以，交流阻抗電橋的平衡條件包括兩個(gè)部分：一是相對(duì)橋臂阻抗模的乘積必須相等。二是相對(duì)橋臂阻抗幅角之和必須相等。即|Z1|Z3|=|Z2|Z4| 1+3=2+4。八、交流阻抗電橋的種類雙電橋的四個(gè)橋臂要按一定的條件配置才有可能

9、平衡。因此實(shí)際中進(jìn)行配置時(shí)，應(yīng)做到下面幾點(diǎn)： 橋臂盡量不采用電感作為已知的度量器。因?yàn)殡姼袧M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(dá)到平衡。電橋達(dá)到平衡所需反復(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(cè)參數(shù)的電阻與電抗數(shù)值。交流阻抗電橋的種類：測(cè)量電容的電橋電路（也叫串聯(lián)電阻式電容電橋）、測(cè)量電容的電橋電路（海氏電橋）、西林電橋（測(cè)量高電壓下材料的介質(zhì)損耗） 第八章 萬用表一、萬用表的基本組成萬用表用途廣泛，可以測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓、直流電阻、

10、音頻電平、交流電流。電容、電感及晶體管值。萬用表由測(cè)量機(jī)構(gòu)（也叫表頭）、測(cè)量電路和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。（對(duì)照實(shí)物講解）（一） 直流電流測(cè)量電路測(cè)量電路如圖83、84所示。圖見書上第94頁(yè)（圖用投影講解）。閉路式分流器更適用于萬用表。因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸點(diǎn)接觸不好，只是引起該檔電路不通，而不會(huì)造成表頭的損壞。對(duì)于圖83電路該檔的電流量程為：I=IC式中 I-電流量程。即表頭滿偏時(shí)被測(cè)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(cè)量電路測(cè)量電路如圖85所示。圖見書上第95頁(yè)。利用投影講解圖85。當(dāng)指針滿偏所對(duì)應(yīng)的被測(cè)電壓U=IC/(RC/+Rd) 式中 I

11、C/等效表頭的電流滿偏值 RC/等效表頭的內(nèi)阻 Rd附加電阻電壓靈敏度是等效表頭滿偏電流IC/的倒數(shù)。例如500型萬用表的電壓靈敏度為=20000/V.注意：這里的電壓靈敏度不是指儀表靈敏度S。（三） 交流電壓測(cè)量電路測(cè)量電路如圖89所示。圖見書上第97頁(yè)，利用投影講解89。磁電系測(cè)量機(jī)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(dòng)電流的平均值。因而儀表的指示值應(yīng)該反映被測(cè)交流經(jīng)整流后的平均值。如果串接附加電阻，則為電壓表使用，此時(shí)電壓量程UCP=IC/(RC/+Rd). (四) 直流電阻測(cè)量電路測(cè)量電路如圖812所示，圖見書上第99頁(yè)，利用投影講解圖812。此時(shí)表頭的電流為I= 式中：RX

12、_被測(cè)電阻 RC/等效表頭的內(nèi)阻 E電源電動(dòng)勢(shì)當(dāng)外電路短路，即RX0時(shí)。I=IC/,指針應(yīng)指在滿偏位置。當(dāng)外電路斷路，即RX時(shí)。I=0指針應(yīng)停在機(jī)械零點(diǎn)位置。當(dāng)RXRC/時(shí)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(cè)電阻與等效表頭的等效內(nèi)阻相等時(shí)，有I=IC/ /2，這時(shí)表頭指針正好位于表盤刻度尺的中心，這個(gè)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RXRC/ 稱為歐姆中心值。在測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)選歐姆中心值與被測(cè)電阻相接近的擋位進(jìn)行測(cè)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(dòng)勢(shì)不變，改變分流電阻值

13、。（2） 改變分流電阻值的同時(shí)，提高電源電動(dòng)勢(shì)。 (五) 音頻電平測(cè)量電路電平是在通訊系統(tǒng)中，用來表示電功率或電壓大小的一個(gè)參量，用相對(duì)值表示。S=10lg (分貝dB) S=20 lg電測(cè)量中使用的分貝，統(tǒng)一規(guī)定為功率或電壓與一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)零電平之比的對(duì)數(shù)值。此零電平規(guī)定為1mW，負(fù)載為600，并以P0表示。即P0= 1mW .那么0分貝時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為U0= =0.775V測(cè)電平時(shí)，紅表筆接“dB”插孔，表筆不變。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(duì)應(yīng)于0分貝，7.75V對(duì)應(yīng)于20分貝。 S=20 lg S=20 lg

14、 =20Db二、萬用表的使用方法 （一）測(cè)量前的準(zhǔn)備工作 1 在測(cè)電阻前，先要做外觀檢查，然后檢查電池電壓是否足夠。 2 機(jī)械調(diào)零。 3 “電氣調(diào)零”（也叫歐姆調(diào)零）。即將兩表筆短接?？粗羔樖欠裰噶恪２恢噶?，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(hào)的接線柱上；黑表筆應(yīng)接在標(biāo)有“”或“*”號(hào)的接線柱上。 （二）測(cè)電壓或電流 用萬用表測(cè)電壓或電流時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1 要有監(jiān)護(hù)人。監(jiān)護(hù)人的技術(shù)等級(jí)要高于測(cè)量人。監(jiān)護(hù)人的作用又兩個(gè)：一是使測(cè)量人與帶電體保持規(guī)定的安全距離；二是監(jiān)護(hù)測(cè)量人正確使用儀表和正確測(cè)量。如果測(cè)量人不懂測(cè)量技術(shù)，有權(quán)制止測(cè)量工作。2 測(cè)量時(shí)不要用手觸摸表筆的金屬部分，以保證安全和測(cè)量的準(zhǔn)確性。3 測(cè)量高壓或大電流時(shí)，不能在測(cè)量時(shí)旋動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)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(shí)，應(yīng)先將量程檔置于最高檔，然后再由低量程檔轉(zhuǎn)換。 （三）用歐姆