用單臂電橋測(cè)量中值電阻課件

用單臂電橋測(cè)量中值電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握惠斯通電橋測(cè)電阻的原理和方法。

2、學(xué)會(huì)用交換法減小和消除系統(tǒng)誤差。3、了解提高電橋靈敏度的幾種途徑。實(shí)驗(yàn)原理電橋法測(cè)量是一種很重要的測(cè)量技術(shù)。由于電橋法線路原理簡(jiǎn)明，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量的靈敏度和精確度較高等優(yōu)點(diǎn)，使它廣泛應(yīng)用于電磁測(cè)量，也廣泛應(yīng)用于非電量測(cè)量。電橋可以測(cè)量電阻、電容、電感、頻率、壓力、溫度等許多物理量。同時(shí)，在現(xiàn)代自動(dòng)控制及儀器儀表中，常利用電橋的這些特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試和控制。電橋分為直流電橋和交流電橋兩大類(lèi)。直流電橋又分為單臂電橋和雙臂電橋，單臂電橋又稱為惠斯通電橋，主要用于精確測(cè)量中值電阻。雙臂電橋又稱為開(kāi)爾文電橋，主要用于精確測(cè)量低值電阻。本次實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)習(xí)應(yīng)用惠斯通電橋測(cè)電阻。1．惠斯通電橋的線路原理惠斯通電橋的線路原理如圖所示。四個(gè)電阻R1，R2，Rx和RS聯(lián)成一個(gè)四邊形，每一條邊稱作電橋的一個(gè)臂，其中：R1，R2組成比例臂，Rx為待測(cè)臂，RS為比較臂，四邊形的一條對(duì)角線AC中接電源E，另一條對(duì)角線BD中接檢流計(jì)G。所謂“橋”就是指接有檢流計(jì)的BD這條對(duì)角線，檢流計(jì)用來(lái)判斷B，D兩點(diǎn)電位是否相等，或者說(shuō)判斷“橋”上有無(wú)電流通過(guò)。電橋沒(méi)調(diào)平衡時(shí)，“橋”上有電流通過(guò)檢流計(jì)，當(dāng)適當(dāng)調(diào)節(jié)各臂電阻，可使“橋”上無(wú)電流，即B，D兩點(diǎn)電位相等，電橋達(dá)到了平衡。此時(shí)的等效電路如圖所示。由電橋的平衡條件可以看出，式中除被測(cè)電阻Rx外，其它幾個(gè)量也都是電阻器。因此，電橋法測(cè)電阻的特點(diǎn)是將被測(cè)電阻與已知電阻(標(biāo)準(zhǔn)電阻)進(jìn)行比較而獲得被測(cè)值的。因而測(cè)量的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)電阻。一般來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)電阻的精度可以做的很高，因此，測(cè)量的精度可以達(dá)到很高。伏安法測(cè)電阻中測(cè)量的精度要依賴電流表和電壓表，而電流表和電壓表準(zhǔn)確度等級(jí)不可能作的很高，因此，測(cè)量精度不可能很高?；菟雇姌驕y(cè)電阻中，測(cè)量的精度不依賴電表，故其測(cè)量精度比伏安法的測(cè)量精度高。2．電橋的靈敏度及影響因素電橋測(cè)量電阻，僅在電橋平衡時(shí)才成立的，而電橋的平衡是依據(jù)檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷的，由于判斷時(shí)受到眼睛分辨能力的限制而存在差異，會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。這個(gè)影響的大小取決于電橋的靈敏度。所謂電橋靈敏度，就是在已經(jīng)平衡的電橋里，當(dāng)調(diào)節(jié)比較臂的電阻RS，使改變一個(gè)微小量△RS，使檢流計(jì)指針離開(kāi)平衡位置△d格，則定義電橋靈敏度S為

式中：RS是電橋平衡時(shí)比較臂的電阻值，△RS／RS是比較臂的相對(duì)改變量。因此，電橋靈敏度S表示電橋平衡時(shí)，比較臂RS改變一個(gè)相對(duì)值時(shí)，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。S的單位是“格”。例如，S=100格=1格／(1／100)，則電橋平衡后，只要RS改變1％，檢流計(jì)就會(huì)有1格的偏轉(zhuǎn)。一般講，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)1／10格時(shí)，就可以被覺(jué)察，也就是說(shuō)，此靈敏度的電橋，在它平衡后，RS只要改變0.1％，我們就能夠覺(jué)察出來(lái)，這樣由于電橋靈敏度的限制所導(dǎo)致的誤差不會(huì)大于0.1％。這也正是我們研究電橋靈敏度的目的。3．實(shí)驗(yàn)裝置（１）箱式電橋：其面板和電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。（1）待測(cè)電阻Rx接線柱；（2）檢流計(jì)按鈕開(kāi)關(guān)G：按下時(shí)檢流計(jì)接通電路，松開(kāi)(彈起)時(shí)檢流計(jì)斷開(kāi)電路；（3）電源按鈕開(kāi)關(guān)B：按下時(shí)電橋接通電路，松開(kāi)(彈起)時(shí)斷開(kāi)電路；（4）檢流計(jì)；（5）檢流計(jì)調(diào)零旋鈕；（6）外接檢流計(jì)接線柱；（7）外接電源接線柱；（8）比例臂（9）比較臂（提供比例）。實(shí)驗(yàn)步驟1清點(diǎn)主要儀器：2按圖測(cè)量電路安置儀器，連接電路3利用