惠斯通電橋測中值電阻和檢流計(jì)靈敏度的測定(共5頁)

1、 惠斯通電橋測中值(zhn zh)電阻實(shí)驗(yàn)(shyn)目的：（1）掌握惠斯通電(tng din)橋測電阻的原理（2）學(xué)會(huì)正確使用箱式電橋測電阻的方法（3）了解電橋靈敏度的概念及提高靈敏度的方法。實(shí)驗(yàn)儀器：電阻箱、定值電阻、待測電阻、指針式檢流計(jì)、穩(wěn)壓電源、箱式惠斯通電橋、HZDH-QJ23a型直流電阻電橋?qū)嶒?yàn)原理：AR2RxBCR4R3DREERG圖11橋式電路的基本結(jié)構(gòu)。電橋的構(gòu)成包括四個(gè)橋臂，“橋”檢流計(jì)G和工作電源E。在自組電橋線路中還聯(lián)接有電橋靈敏度調(diào)節(jié)器RG。電橋平衡的條件如下：惠斯通電橋(如圖1所示)由四個(gè)“橋臂”電阻（R2、R3、R4、和Rx）、一個(gè)“橋”（b、d間所接的靈敏電流

2、計(jì)）和一個(gè)電源E組成。b、d間接有靈敏電流計(jì)G。當(dāng)b、d兩點(diǎn)電位相等時(shí)，靈敏電流計(jì)G中無電流流過，指針不偏轉(zhuǎn)，此時(shí)電橋平衡。所以，電橋平衡的條件是：b、d兩點(diǎn)電位相等。此時(shí)有Uab=UadUbc=Udc由于平衡時(shí)，所以b、d間相當(dāng)于斷路，故有I4=I3 Ix=I2所以(suy) 可得： 一般(ybn)把稱為(chn wi)“倍率”或“比率”，于是Rx=KR4。要使電橋平衡，一般固定比率K，調(diào)節(jié)R4使電橋達(dá)到平衡。2自組電橋不等臂誤差的消除。 實(shí)驗(yàn)中自組電橋的比例臂（R2和R3）電阻并非標(biāo)準(zhǔn)電阻，存在一定的誤差。當(dāng)取K=1時(shí)，實(shí)際上R2與R3不完全相等，存在較大的不等臂誤差，為消除該系統(tǒng)誤差，實(shí)

3、驗(yàn)可采用交換測量法進(jìn)行。先按原線路進(jìn)行測量得到一個(gè)R4值，然后將R2與R3的位置互相交換，按同樣方法再測一次得到一個(gè)R4值，兩次測量，電橋平衡后分別有： 聯(lián)立兩式得： 由上式可知：交換測量后得到的測量值與比例臂阻值無關(guān)。3電橋靈敏度電橋靈敏度就是電橋偏離平衡狀態(tài)時(shí)，電橋本身的靈敏感反映程度。在實(shí)際測量中，為了便于靈敏度的測量和計(jì)算靈敏度對測量結(jié)果的影響，多數(shù)用電橋的相對靈敏度，用S表示。其定義為物理意義：橋臂電阻的單位相對變化所引起(ynq)的靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)格數(shù)。4正確(zhngqu)使用箱式電橋。本實(shí)驗(yàn)(shyn)使用的是QJ23a型電橋，儀器自帶工作電源和檢流計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)不需外接電源和檢流計(jì)

4、。測量時(shí)先根據(jù)待測電阻的粗測值選取恰當(dāng)?shù)谋壤禂?shù)（倍率）Kr，選取的原則是在測量時(shí)應(yīng)將測量盤電阻R4的各個(gè)刻度盤都用上，保證測量值有足夠的有效數(shù)字，再將金屬柱開關(guān)由“外接”位置換接至“內(nèi)接”位置。儀器面板上標(biāo)有B、G字母的按鈕，分別表示電源和檢流計(jì)開關(guān)，使用時(shí)應(yīng)斷續(xù)接通。接通時(shí)應(yīng)先按B鈕（先接通電源），再按G鈕（后接通檢流計(jì)）；斷開時(shí)則應(yīng)先斷G鈕（先斷開檢流計(jì)），再斷開B鈕（后斷開電源）。測量完畢后應(yīng)將短路金屬柱重新?lián)Q接至“外接”位置上。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）用電阻箱搭接電橋，測定待測阻值。1、選擇被測電阻及測量參數(shù)：選擇好待測的電阻，根據(jù)其阻值范圍選擇合適的K值，由K值確定R2、R3的阻值。2、查

5、電源：打開電源，選好輸出端，利用電壓微調(diào)調(diào)節(jié)輸出電壓最小，然后關(guān)閉電源。3、接線：按照實(shí)驗(yàn)線路圖布置儀器，依照回路接線法接線。再檢查各實(shí)驗(yàn)參數(shù)及連線是否正確。4、測量：檢查完成后，打開電源，調(diào)一微小電壓輸出，觀察電路反應(yīng)是否正常，若不正常（如檢流計(jì)指針通斷時(shí)不偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)過大），則再次檢查接線及各電阻阻值。正常后，將電壓增大至工作電壓，進(jìn)行測量。5、改變電壓重復(fù)14步驟，記錄數(shù)據(jù)。（2）箱式電橋測電阻1. 將待測電阻(dinz)接Rx至待測電阻接線端的兩端，調(diào)節(jié)(tioji)檢流計(jì)調(diào)零旋鈕使指針為零。2.根據(jù)待測電阻的估測值選取適當(dāng)?shù)谋堵蒏，依次按下G的0.01、0.1和1這3個(gè)按鍵，逐步(zh

6、b)進(jìn)行粗、中、細(xì)調(diào)，改變R0的值使檢流計(jì)指針指零，記下細(xì)挑平衡后R0的值。由Rx=KR0，求得Rx，將數(shù)據(jù)記錄在。3.在電橋平衡后，使R0的值改變?yōu)镽0*，檢流計(jì)指針偏離平衡點(diǎn)0.2-0.5小格，求出R0。數(shù)據(jù)記錄與處理：1用電阻箱搭接電橋，測定待測阻值E/vR3=R4Rx/R2=0.5歐姆SRb1Rb2Rb1Rb2a1/diva2/div31981.81985.51983.5101211 436370.0090961981.81985.41983.6101010396720.01E/vR3=R4Rx/R2=1.0歐姆SRb1Rb2Rb1Rb2a1/diva2/div31981.61985.31983.477713883.80.028661981.51985.31982.566611895.00.03332箱式電橋測電阻次數(shù)E/vR2=10歐姆Rx/a/div13 17 197929361983(注：倍率(bi l)X1)Rx的不確定(qudng)度計(jì)算： 結(jié)果(ji gu)：結(jié)果：誤差分析：內(nèi)容總結(jié)（1）惠斯通電橋測中值電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）掌握惠斯通電橋測電阻的原理（2）學(xué)會(huì)正確使用箱式電橋測電阻的方法（3）了解電橋靈敏度的概念及提高靈敏度的方法（2）當(dāng)b、d兩點(diǎn)電位