教案授課順序4

1、授課日期教學(xué)內(nèi)容授課順序:班級(jí)第七章電橋 第八章萬用表專業(yè)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)作業(yè)布置重點(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3萬用表的工作原理7-58-32交流阻抗電橋的原理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7- 1所示。圖見書上第85頁（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端接一個(gè)直流電源，為電

2、橋的輸入端；C、d端接一個(gè)指零儀， 為電橋的輸出端。I 1 = 1 2 I 3=1 4 代當(dāng)電橋接通電源后，調(diào)節(jié)橋臂電阻 R2、R3、R4o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:I 1FX=I4R I 2RFI3R3由于Ig=0,根據(jù)基爾霍夫定律可得入上述的平衡條件并整理的： 匹 =5匹 得R3FX=RR即1 2 R21 3 R3甩上RR3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.

3、1、0.2、1.0、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)，弓I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 7-3所示，圖見書上第87頁，圖中的比 例臂有8個(gè)電阻組成共有io-1、io-2、io-3、i、io、io2

4、、io3七個(gè)檔位的七個(gè)比 率值。比較臂由4組電阻箱組成。第i級(jí)為9個(gè)i歐姆電阻，第2、3、4級(jí)分別 為9個(gè)io歐姆、9個(gè)ioo歐姆、9個(gè)iooo歐姆的電阻。選擇不同的比例臂和比較臂，可以測(cè)量從 i*io-3到9999*io3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

5、流計(jì)”按鈕，再打開“電源”按鈕。在調(diào)節(jié)過程，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io-2到io-4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。i直流雙電橋的原理圖如圖7-4所示，圖見書上第 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 可寫出圖7-4中三個(gè)回路的方程為：I iRi=I sRS+I aRi' I （Is-13）Ro=I3（Ri/+R2/）聯(lián)立求解得：/）（d-電）或 Rx

6、=電 Rs+（Rj+Ri+R/? Ri R2Ri88頁，（圖用投影講解）。Ig=0根據(jù)基爾霍夫定律，11=1 sR+l 3R2RX唱 RS+(R0 R2rl_RoRIR2R2Ro + Ri' + r2)( Rir2)Ri'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 Ri/= Ri、心 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Ri和R/、R2和R2/成一對(duì)同軸調(diào)節(jié)的電阻，使改變 Ri、R2的同時(shí)，Ri/與r!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R

7、x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Ro近于零。這樣，即使莊RiR2與R不相等，因?yàn)镽o近于零，更正項(xiàng)還會(huì)等于零。則R弋Rs2雙電橋可以測(cè)量小電阻的原因：Ri、 單電橋之所以不能測(cè)量小電阻，是因?yàn)閱坞姌驕y(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 R2和Ri/、R2/±路中。如果Ri、R2、Ri/、R2/*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Ro中，而Ro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、Q

8、J44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頁的圖7-5所示電路接線。電位接頭應(yīng)比電流接頭更靠 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（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:* * * *I 1 Zl= I 4Z4， I 2Z2

9、= I 3 Z3*3 = *4得ZlZ3=Z2Z4所以，交流阻抗電橋的平* * *電橋平衡時(shí)，I g=0，有I 1 = 12，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 |Zl|Z 3| = |Z 2|Z 4|© l+© 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平衡。因此實(shí)際中進(jìn)行配置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

10、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。時(shí)，應(yīng)做到下面幾點(diǎn)：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、萬用表的基本組成電感及晶體管 P值。萬用表由測(cè)量機(jī)構(gòu)（也叫表頭）、 （對(duì)照實(shí)物講解）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、音 頻電平、交流電流。電容、 測(cè)量電路和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。8-4所示。圖見書上第94頁（圖用投影講解）。閉路因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸點(diǎn)接觸不好，只是

11、引起該檔電路（一）直流電流測(cè)量電路測(cè)量電路如圖8-3、 式分流器更適用于萬用表。不通，而不會(huì)造成表頭的損壞。對(duì)于圖8-3電路該檔的電流量程為：I=Ic_RSLRC Rsh式中I-一電流量程。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8-5所示。圖見書上第 針滿偏所對(duì)應(yīng)的被測(cè)電壓U=I c/（Rc/+Rad 式中Ic/ 等效表頭的電流滿偏值Ra-附加電阻電壓靈敏度是等效表頭滿偏電流IC的倒數(shù)。95頁。利用投影講解圖8-5。當(dāng)指Rc/-等效表頭的內(nèi)阻例如500型萬用表的電壓靈敏度為丄=一匚牙=20000 Q

12、N. iC 50*10S。注意：這里的電壓靈敏度不是指儀表靈敏度（三）交流電壓測(cè)量電路測(cè)量電路如圖8-9所示。圖見書上第97頁，利用投影講解8-9。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，貝U為電壓表使用，此時(shí)電壓量程Uc p=lc/（Rc/+ Rad.（四）直流電阻測(cè)量電路測(cè)量電路如圖8- 12所示，圖見書上第99頁，利用投影講解圖8- 12。此時(shí)表頭的電流為匸 一Rc +Rx式中：Rx被測(cè)電阻E電源電動(dòng)勢(shì)I= IC,指針應(yīng)指在滿偏位置。I=0指針應(yīng)停在機(jī)械零點(diǎn)位置。Rc/-等效表頭的內(nèi)

13、阻 當(dāng)外電路短路，即Rx = 0時(shí)。 當(dāng)外電路斷路，即Rx = x時(shí)。 當(dāng)Rx = Rc，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1= 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Rx = Rc，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。（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

14、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）PS=20 1磴1mW，負(fù)載為600Q,并以Po表示。即Po= 1mW .那么0分貝時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為U0二何R=J1*10亠 600 =0.775VdB”插孔，表筆不變。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)定為測(cè)電平時(shí)，紅表筆接“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 lgUl = S=20 IgZ =20 DbUi0.775二、

15、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?。不 指零，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)：- 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。Vo3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