單臂電橋測電阻

1、單臂電橋原理與應用測量電阻有多種方法，利用電橋測量電阻是常用的方法之一，它是在電橋平衡的條件下將標準電阻與待測電阻相比較以確定待測電阻的數(shù)值. 用電橋測電阻具有測試靈敏、測量精確、使用方便等優(yōu)點，它已廣泛用于工程技術測量中.電橋可分為直流電橋和交流電橋，物理實驗中常使用直流電橋. 直流電橋又分為單臂電橋和雙臂電橋，單臂電橋又稱惠斯登電橋，主要用于精確測量中值電阻（110 6) ；雙臂電橋又稱開爾文電橋，它只適用于測量1以下的低值電阻.【實驗目的】1.了解單臂電橋的結構，掌握單臂電橋的工作原理.2.掌握使用箱式直流單臂電橋測量電阻.3. 掌握逐步逼近的實驗方法 .【實驗儀器】直流穩(wěn)壓電源，箱式電

2、橋，檢流計，待測電阻幾個.【實驗原理】單臂電橋（即惠斯通電橋）原理圖如圖1 所示 .四個電阻 R1 , R2 , Rs, Rx 通過導線連接組成一個四邊形， 在四邊形的兩個對角線上分別連接檢流計（ BD 支路）和電源 E（AC 支路） .連接檢流計的支路稱為“橋路”，它的作用是通過檢流計來檢測BD 支路中是否有電流，從而判斷 B,D 兩點的電位是否相等.若 BD 中有電流，則B,D 兩端存在電壓（即 VB VD ），此時電橋不平衡；若BD 支路中無電流，則VBVD ，此時電橋處于平衡狀態(tài).圖 1 單臂電橋原理圖電橋平衡時有 : VAB VAD ,VBC VDC .因此得到如下方程：I1R1I2

3、R2(1)I xRxI sRs又因為 BD 支路中無電流，故： I1I x ， I 2I s .將其代入（ 1)式可推得：RxR1 Rs(2)R2因此，當電橋中的電阻滿足（ 2）式的關系式時， 稱電橋已達到平衡.當 Rs 和 R1 / R2 為已知時，就可以由（ 2）式求出 Rx .通常把橋式電路中四邊形的每個邊叫橋路的一個臂，電阻 R1, R2 所在的邊叫比例臂，標準電阻 Rs 所在的邊叫比較臂，而被測電阻Rx 所在的邊叫測量臂.式中 R1 稱為電橋的倍率 .R2倍率的選擇原則是既要使RxR1 Rs 能成立，又要使標準電阻Rs 的最高位不為零（標準電R2阻實際為 5 個旋鈕的標準電阻箱） ，

4、以提高電橋的精度 .電橋中設置了若干個不同的倍率以適應測量不同大小電阻的需要 .上述原理表明，用電橋測量電阻是通過橋式電路將電阻與標準電阻直接比較來測得的，與電流或電壓的值無關，雖然使用了一個檢流計，但它只是用來檢查電流是否為零的指示器，用以確定電橋是否已達到平衡狀態(tài).由于標準電阻箱的準確度較高，所以用電橋測量電阻與用萬用表和伏安法測量電阻比較，可以達到較高的準確度.我國現(xiàn)用的電橋分為0.01,0.02,0.05， 0.1,0.5,1 等幾個級別 .【實驗內容與步驟】（ 1） QJ23 型單雙臂電橋介紹QJ23 型直流電阻電橋主要由測量盤、量程變換器、檢流計、電源等組合而成，全部組件置放于機箱

5、內，攜帶方便。測量盤由四組以1、2、2、2、2 制阻值的電阻器組合而成的步進開關。全部阻值為9999。量程變換器采用差值式其總阻為1000，因此量程變換器開關上電刷接觸電阻歸納到電源回路，對電橋測量精度沒有影響。內部電阻全部采用低溫度系數(shù)錳銅線以無感式繞制，并經(jīng)過人工老化和浸漆處理，阻值穩(wěn)定、精度高。按鈕“ B”和 “G”為測量時用，用以分別接通電源和檢流計用，按鈕旋轉90 度可鎖住。當內附檢流計靈敏度不夠高而需外接檢流計時，應將“內”接線端鈕短路，在“外”接線端鈕上接入外接檢流計。電橋的電路原理圖見圖2。圖 2 電橋的內部電路原理圖（ 2）電橋的使用方法1、在儀器機箱底部電池盒中按極性裝入電

6、池，將“G”的“外”端鈕與中間的端鈕用短路板可靠短接。2、將被測電阻接到 “ RX”兩接線柱上，然后根據(jù)被測對象，選擇量程倍率并在測量盤上打上相應的電阻值數(shù)字，再轉動檢流計 “調零 ”旋鈕， 使檢流計指零。 然后分別按下 “G”和 “B”按扭可開始測量。隨著調節(jié)測量盤開關，使電橋逐漸平衡。3、量程倍率的選擇，在測量之前，首先要知道RX的約數(shù)，在一般正常情況下，量程變換器在 ×1 上，測量盤在1000 上，按下按鈕 “B”，然后輕按檢流計按鈕 “G”。這時觀察檢流計指針在 “+”的一邊偏轉，說明測試電阻器RX 大于 1000 ，可把量程變換器放在 ×10 上，再次按動 “B”

7、和 “G”按鈕， 如果仍在 “+的”一邊， 可把量程變換器放在×100 上，如果開始時指針向 “-”一邊偏轉，則可知測電阻器RX 小于 1000 ，可把量程變換器放在 ×0.1 或 ×0.01 上，指針就會移動 “+”的一方。 為此可得到 RX 的大約數(shù)值， 然后根據(jù)表1 中選定一個量程變換器的倍率，再將調節(jié)測量盤的四個開關，使電橋處于平衡狀態(tài)。RX 值可用下式求得：RX =量程倍率 ×測量盤示值之和。RX 值超過10K 時，或在測量中轉動測量盤最小一檔讀數(shù)很難分辨檢流計讀數(shù)時，需外接高靈敏度的檢流計，測量高阻值電阻時，為提高靈敏度可在儀器的面板上“B外

8、 ”兩接線柱上外接大于15V 的穩(wěn)壓電源，以保證測量的可靠性。為了保證測量的準確度，在使用電橋時，要用上×1000 讀數(shù)盤。表 1QJ23 型電橋比例臂倍率選擇參考表Rx 的粗測值（） 01010210310310410410510510610 102電橋比例壁倍率0.010.111010010004.根據(jù)選取的電橋倍率和測量出來的Rs 值，由（ 7-2）式計算出 Rx1 .5.重復 24 實驗步驟，測量出Rx2的值 .【數(shù)據(jù)記錄與處理】1. 用 QJ23 型箱式單臂電橋測電阻的數(shù)據(jù)記錄表表 7-3 單臂電橋測電阻的數(shù)據(jù)記錄表被測電阻R1/ R2Rs （）Rx 測量值（）Rx1Rx 2【注意事項】1、使用完畢后將“B”和“G”按鈕松開。2、在測量含有電感的被測電阻器（如電機、變壓器等時），必須先按 “B”按鈕，然后再按“G”按鈕，如果先按 “G”按鈕， 當再按 “B”按鈕時的一瞬間中因自感而引起逆電勢對檢流計產(chǎn)生沖擊而導致?lián)p壞檢流計，斷開時，先放開“G”，再放開 “B”。3、電橋使用完畢后，應切斷內附工作電源。4、儀器在長期使用中，如發(fā)現(xiàn)靈敏度不能滿足要求時，應檢查干電池的的容量，如發(fā)現(xiàn)檢流計指針偏轉角度變小或不偏轉，應掉換9V 干電池。5、如電橋較長時間不使用時，應取出電池盒中的干電池，以防電池漏液而腐蝕電橋的結構件。6、電橋應存放在周