惠斯登電橋測電阻課件

1、惠斯登電橋測電阻課件 惠斯登電橋測電阻 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握惠斯登電橋的基本原理，了解橋式電路的特點(diǎn)。 通過用惠斯登電橋測電阻，掌握電橋的使用方法，了解電橋 靈敏度概念。 學(xué)習(xí)對測量電路系統(tǒng)誤差的簡單分析。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)儀器 QJ-23型箱式電橋、電源、檢流計(jì)、滑線變阻器、待測電阻、 電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)原理 電阻是電學(xué)元件的基本參數(shù)之一。在進(jìn)行材料特性和電器裝 置性能研究等工作中，經(jīng)常要測量電阻。根據(jù)歐姆定律來測 量電阻（如伏安法測電阻）。由于利用要使用電表讀數(shù)，測 量準(zhǔn)確度受到電表內(nèi)阻和電表精確度的限制，不容易準(zhǔn)確。 電橋法則克服了

2、這些缺點(diǎn)，它不使用電表讀數(shù)，而是將待測 電阻直接與標(biāo)準(zhǔn)電阻（電阻量具）進(jìn)行比較，故可達(dá)到很高 的準(zhǔn)確度。除了用來測量電阻外，電橋還可以用于測量電感、 電容、頻率、壓力、溫度、形變等許多物理量，并在自動(dòng)控 制中得到了廣泛的應(yīng)用。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)原理 1. 惠斯登電橋的工作原理 I 圖 1 惠斯登電橋原理電路圖 G R1 Rx R0 R2 I1 I2 Ix I0 Ig Kg K1 E C B D A Rn 惠斯登電橋如圖1所示。被測 電阻與三個(gè)已知電阻R1、R2、 R0連成電橋的四個(gè)臂。四邊 形的對角線AC接電源，稱為 電橋的電源對角線；另一對 角線BD接檢流計(jì)G，稱為電 橋的檢測對角

3、線，也稱為 “橋路”。G的作用就是檢測 B、D這兩點(diǎn)間的電位差。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)原理 若B、D兩點(diǎn)之間的電位相等，（即使Kg接通）橋路中的電 流，檢流計(jì)指針指零，這種狀態(tài)稱作電橋平衡電橋平衡。 由 Ig=0 且 UBD=0 02 1 R R R R x 即 0 2 1 R R R Rx 為了計(jì)算方便，通常把阻值比 R1/R2選定為10n（n為正負(fù)整數(shù) 和0），記C=R1/R2 ，稱為電橋的比率，則 0 CRRx 相應(yīng)地，把R1、R2兩臂稱為電橋的比例臂比例臂，R0稱為比較臂比較臂， 是可變的（標(biāo)準(zhǔn)）電阻。實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)使電橋平衡，由上式可 求得Rx。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)原理 2

4、電橋的靈敏度 實(shí)驗(yàn)中，電橋是否平衡是依據(jù)檢流計(jì)有無偏轉(zhuǎn)來判定的，但 檢流計(jì)的靈敏度總是有限的。如取C=1。假設(shè)電橋已被調(diào)到 完全平衡，故然有 Rx=R0。如果此時(shí)令 R0 稍作變化，將 R0 變成 R0+R ，電橋就應(yīng)失去平衡，從而應(yīng)有一個(gè)微小的電流 流過檢流計(jì)，如果它小到不能使檢流計(jì)發(fā)生可以覺察的偏轉(zhuǎn)， 我們會(huì)認(rèn)為電橋仍然是平衡的，因而得出的結(jié)論，就是電橋 靈敏度不夠而引起的的測量誤差。電橋靈敏度定義為： 0 0 R R n S 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 用自組電橋測量未知電阻 (1) 按圖1接好線路，其中R1、R2采用6位電阻箱，R0采用4位電阻箱。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)

5、內(nèi)容 (2) 調(diào)節(jié)檢流計(jì)。檢流計(jì)上附有測量開關(guān) 及短路開關(guān)。測量開關(guān)在檢查電橋是 否平衡時(shí)使用，應(yīng)當(dāng)用躍接法躍接法。短路 開關(guān)能使磁電式檢流計(jì)的線圈自身短 接，當(dāng)檢流計(jì)的表針擺動(dòng)到停點(diǎn)時(shí)按 下短路開關(guān)，就能使表針很快地停止 擺動(dòng)。檢流計(jì)使用前必須把鎖扣撥向 白點(diǎn)，讓線圈能自由擺動(dòng)，實(shí)驗(yàn)完畢 要把鎖扣撥向紅點(diǎn)，使線圈鎖定不動(dòng)。 使用時(shí)如果指針的停點(diǎn)不指零，可以 旋動(dòng)零位調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)零，調(diào)零的動(dòng)作 要慢。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (3) 電橋調(diào)平衡：先粗調(diào)，再細(xì)調(diào)。 粗調(diào)粗調(diào)：滑線變阻器可以控制回路中電流的大小。測量開始時(shí)，將Rn調(diào)到 最大以保護(hù)檢流計(jì)。接通開關(guān)K1，按下Kg并觀察檢流計(jì)的偏

6、轉(zhuǎn)情況（使 用躍接法），用逐步逼近法調(diào)節(jié)R0，即如果觀察到檢流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)， 則設(shè)法通過調(diào)R0使檢流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，如此反復(fù)可逐步縮小電阻范圍， 使檢流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)越來越小直至電橋接近平衡。（如果檢流計(jì)指針總 是偏向一個(gè)方向，原因有哪些？怎樣處理？） 細(xì)調(diào)細(xì)調(diào)：將滑線變阻器Rn調(diào)到最小，精確調(diào)節(jié)R0，使電橋達(dá)到平衡完全。 記下各R的值，計(jì)算Rx。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2. 用箱式電橋測量未知電阻及其相應(yīng)的靈敏度 G B 1000 0 3 4 2 1 5 6 7 8 9 2 5 6 4 3 7 8 9 0 1 3 6 7 5 4 8 9 0 1 2 4 7 8 6 5 9 0 1

7、2 3 100 10 1 0.1 0.001 0.01 B G 1000 X1 X2 100 10 1 + - 8 9 7 9 6 5 4 3 2 1 圖 2 QJ-23 型惠斯登電橋面板圖 1-待測電阻 X R接線柱；2-檢流計(jì)按鈕開關(guān) G；3-電源按鈕開關(guān) B；4-檢流計(jì)；5-檢流計(jì)調(diào)零 旋鈕；6-檢流計(jì)接線柱(使用內(nèi)附檢流計(jì)時(shí)，將“外接”接線柱短路。從“外接”接線柱接入外 接檢流計(jì)時(shí)，將“內(nèi)接”接線柱短路)；7-外接電源接線柱(使用內(nèi)附電源時(shí)，該接線柱懸空)； 8-比例臂；9-比較臂。 惠斯登電橋測電阻課件 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 惠斯登電橋測電阻課件 思考題 1. 引線電阻和接觸電阻是否會(huì)帶來系統(tǒng)誤差?結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果作 出分析（例如，同為測量數(shù)十歐的電阻，哪個(gè)比率的結(jié)果較 好？哪個(gè)比率的結(jié)果較差？引線電阻和接觸電阻使測量結(jié)果 偏大還是偏??？提示：引線