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惠斯登電橋測量電阻目錄引言實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒瀮x器與設(shè)備實驗任務(wù)實驗的步驟實驗的數(shù)據(jù)記錄實驗數(shù)據(jù)的處理實驗的思考與討論實驗的拓展引言1.電橋是利用比較法進(jìn)行電磁測量的一種電路連接方式.2.電橋有直流電橋和交流電橋之分.3.直流電橋按使用:又分為平衡電橋和非平衡電橋4.幾類電橋可以測量很多電學(xué)量,如電阻、電容、電感等,而且配合不同的傳感器件,可以測量很多的非電學(xué)量,如溫度、壓力等。5.直流電橋主要用于電阻測量,有單臂電橋和雙臂電橋兩種。單臂電橋主要測量中值電阻;雙臂電橋用來測量低值電阻6.單臂電橋又叫惠斯登電橋。實驗?zāi)康?.掌握惠斯登電橋的基本原理,了解橋式電路的特點。2.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。3.學(xué)習(xí)對測量電路系統(tǒng)誤差的簡單估算。4.進(jìn)一步學(xué)習(xí)和練習(xí)科學(xué)規(guī)范撰寫實驗報告。實驗原理1.電阻的測量方法1.1
伏安法測電阻:R=U/I。1.2
測量受到電表內(nèi)阻和電表等級的限制,不容易準(zhǔn)確。1.3電橋法則克服了這些缺點,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)到很高的精確度。DB圖1.伏安法測電阻圖2.電橋法測量電阻2.惠斯登電橋測量阻2.1測量電路■.RX與已知電阻R1、R2、Rs連成電橋的四個臂?!?對角線AC接電源,稱為電橋的電源對角線;R■.對角線BD接檢流計,稱為電橋的檢測對角線,也稱為“橋路”;R是保護(hù)電阻
?!?檢流計檢測B、D兩點間的電位差。3.惠斯登電橋的靈敏度實驗中,電橋是否平衡是依據(jù)檢流計有無偏轉(zhuǎn)來判定的,但檢流計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=Rs。如果此時令Rs稍作變化,將Rs變成Rs+RS
,電橋就應(yīng)失去平衡,從而應(yīng)有一個微小的電流流過檢流計,如果它小到不能使檢流計發(fā)生可以覺察的偏轉(zhuǎn),我們會認(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:
或者表示為:※s的大小同E、si成正比;同橋臂的匹配有關(guān)。4.測量的誤差分析4.1.電橋儀器的極限誤差:☆.△R=a(儀器等級)%[(R步、/10)+R示]☆.uR=
△R/(B類不確定度)☆.ER=uR
/
R示≈
a(儀器等級)/%1.實際線路儀器版面R1、R2--比例臂電阻。S1、S2--比例臂選擇開關(guān)。R內(nèi)、R外--測量臂內(nèi)臂外臂電阻×100、×10、×1、×0.1、×0.01——測量盤轉(zhuǎn)換開關(guān)。R3——檢流計保護(hù)電阻。G——檢流計,配接AZ19型檢流計,最小電壓常數(shù)為0.5uV/格,最小電流常數(shù)為0.5×10-10A/格。K1——檢流計“粗”接通開關(guān)。K2——檢流計“細(xì)”接通開關(guān)。K3——檢流計“短路”開關(guān)。K4——單橋電源與雙橋電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。開關(guān)撥向“單橋”,實驗儀器與設(shè)備2.儀器介紹■.QJ19A型單雙臂兩用直流電橋
■.檢流計(AZ19直流)☆先機(jī)械調(diào)零.☆將檢流計接入電路中.☆打開電源預(yù)熱一會.☆<選擇旋鈕>置于”調(diào)零”.☆使用<調(diào)零旋鈕>將指針調(diào)到零點.☆選擇合適的量程.☆實驗結(jié)束將<選擇旋鈕>置于表頭保護(hù).☆關(guān)閉電源.1.接線與測量電阻RX■.1、2端子需用短路片短路■.5、6端子接待測電阻RX.(測量兩個中值電阻)■.7、8端子接檢流計。實驗步驟■.根據(jù)RX
估計值(或用萬用表粗測值),按下表建議選擇設(shè)置R1和R2值(按所有的鍵盤都能用上增加位數(shù)).■.K4撥向“單橋”?!?按下K1(粗)按鈕開關(guān),調(diào)節(jié)十進(jìn)測量盤,使檢流計指零,再按下K2
(細(xì))按鈕開關(guān),再次調(diào)節(jié)十進(jìn)測量盤,使檢流計準(zhǔn)確指零,電橋平衡。按下式計算被測電阻值。2.電橋靈敏度的測量■.將電橋調(diào)試平衡?!?調(diào)節(jié)Rs使其變動△RS,若檢流計指針離開平衡位置向左偏離△n左格;再使檢流計指針離開平衡位置向右偏離△n右格,求其平均值?!?用下式計算電橋的靈敏度:實驗的數(shù)據(jù)處理(RX2的數(shù)據(jù)處理相同)
實驗注意為了保證測量精度和保護(hù)檢流計,使用檢流計按鈕時要采用“躍接法”。躍接法是指:實驗過程中,需接通檢流計時,按下“電計”按鈕,觀察檢流計指針的偏轉(zhuǎn)。如果指針偏轉(zhuǎn)很大(例如超過了表頭刻度兩端的刻度線),應(yīng)立即松開按鈕斷開檢流計。待調(diào)整電路阻值后,再按下按鈕觀察檢流計指針偏轉(zhuǎn),只有當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)較小之后才能旋轉(zhuǎn)按鈕鎖死進(jìn)行下一步的調(diào)整,直到指針指向零。實驗的
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