大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)-電橋法測(cè)電阻課件

電橋法測(cè)電阻大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻測(cè)電阻的方法測(cè)電阻有許多種方法,如伏安法、歐姆表法等,它們多數(shù)都不同程度地受到電表精度和接入誤差的影響。但使用電橋法測(cè)電阻是一種比較法,上述影響比較小,只要標(biāo)準(zhǔn)電阻很精確,檢流計(jì)足夠靈敏,那么被測(cè)電阻的結(jié)果就有較高的準(zhǔn)確度。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解惠斯通電橋測(cè)量電阻的原理，學(xué)會(huì)正確使用電橋測(cè)量電阻的方法；

2.了解電橋靈敏度的概念，學(xué)習(xí)對(duì)測(cè)量電路系統(tǒng)誤差的簡(jiǎn)單校正；

3.掌握箱式直流電橋的使用方法。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)儀器

“+、-”為外接電源的輸人端鈕

“內(nèi)、G、外”為檢流計(jì)選擇端鈕

當(dāng)“G’和“內(nèi)”由短路片連接時(shí)，則在“G”和“外”間需外接檢流計(jì)，在“G”和“外”短接時(shí)，本儀器內(nèi)置的檢流計(jì)已接人橋路之中。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)儀器面板上的“B”“G”按鈕，前者用于接通電源，后者用于接通檢流計(jì)支路。在使用時(shí)，“B”、“G”兩個(gè)電健要同時(shí)使用，但需先按下“B”，再按下“G”；斷開(kāi)時(shí)則先松開(kāi)“G”，再松開(kāi)“B”，以保護(hù)檢流計(jì)。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理

–線路原理K為電橋倍率大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻

在測(cè)量時(shí)，要先知道Rx的估測(cè)值，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)得，根據(jù)Rx的大小選擇合適的電橋倍率，把Rx調(diào)到估測(cè)值，再細(xì)調(diào)，使電橋平衡。利用惠斯通電橋測(cè)電阻，從根本上消除了采用其它方法時(shí)，由于電表接入而帶來(lái)的系統(tǒng)誤差，因而準(zhǔn)確度也就提高了。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻倍率有效量程分辨力標(biāo)準(zhǔn)度等級(jí)指數(shù)（C）基準(zhǔn)值（Rs）橋路電源***×0.0010~9.999Ω1mΩ221Ω內(nèi)附3V×0.010~99.99Ω10mΩ0.20.210Ω×0.10~999.9Ω100mΩ100Ω×10~9.999KΩ1Ω1KΩ×100~99.99KΩ10Ω0.5110KΩ×1000~999.9KΩ100Ω2100KΩ15V×10000~9.999MΩ1KΩ251MΩ大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理

–電橋的靈敏度上式是在電橋平衡的條件下推導(dǎo)出來(lái)的，而電橋是否平衡，實(shí)驗(yàn)上是看檢流計(jì)有無(wú)偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷的。檢流計(jì)的靈敏度總是有限的，例如我們實(shí)驗(yàn)中所用的張絲式指針檢流計(jì)，指針偏轉(zhuǎn)1格所對(duì)應(yīng)的電流大約為10-6A，當(dāng)通過(guò)它的電流比10-7A還要小時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)小于0.1格，我們就很難覺(jué)察出來(lái)，假設(shè)電橋在R1/R2=1調(diào)到了平衡，則有Rx=R0，這時(shí)若把R0改變一個(gè)量ΔR0，電橋就應(yīng)失去平衡，從而有電流Ig流過(guò)檢流計(jì)，但若Ig小到我們檢覺(jué)察不出來(lái)檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)時(shí)，那么我們就會(huì)認(rèn)為電橋還是平衡的，因而得出Rx=R0+ΔR0，ΔR0就是由于檢流計(jì)靈敏度不夠而帶來(lái)的測(cè)量誤差ΔRx。為此，我們引入電橋靈敏度S的概念，它定義為：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻

ΔRx是在電橋平衡后Rx的微小改變量(實(shí)際上待測(cè)電阻Rx是不能變的，在測(cè)S時(shí)，改變的是標(biāo)準(zhǔn)電阻R0),而Δn是由于電橋偏離平衡而引起的檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，它越大，說(shuō)明電橋越靈敏，帶來(lái)的誤差也就越小。電橋靈敏度的高低取決于電源電壓的高低、檢流計(jì)本身的靈敏度、四個(gè)橋臂的搭配以及橋路電阻的大小，因此，其并非固定值。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻電橋靈敏度的測(cè)量在電橋平衡時(shí)，使R0改變?chǔ)0

，而檢流計(jì)指針偏離零點(diǎn)0.2格（人眼能覺(jué)察到的的界限）。實(shí)際測(cè)量中往往是采取在電橋平衡時(shí)，R0改變某一值ΔR0

,，使指針偏離零點(diǎn)為2格，然后再取大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理

–電橋的優(yōu)缺點(diǎn)電橋的實(shí)質(zhì)是把未知電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻相比較，而制造較高精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻并不困難，用電橋測(cè)電阻時(shí)，只要檢流計(jì)足夠靈敏，且選用標(biāo)準(zhǔn)電阻作為橋臂，待測(cè)值可以達(dá)到其它三臂的標(biāo)準(zhǔn)電阻具有的準(zhǔn)確度。電橋電路中的檢流計(jì)只用來(lái)判斷電流有無(wú)，并不需要提供讀數(shù)，所以選用的檢流計(jì)只要求有高的靈敏度，其它方面并無(wú)苛求。電橋的缺點(diǎn)主要是操作較煩，且不能測(cè)量非線性電阻。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)內(nèi)容-11.先用萬(wàn)能電表電阻檔粗測(cè)電阻的阻值。2.將電阻接到電橋上，根據(jù)電阻值選擇電橋的倍率和讀數(shù)旋鈕（比較臂R0），合適的比率將有4位有效數(shù)字的測(cè)量結(jié)果，也就是首位讀數(shù)旋鈕不為零。連接“G”和“外”短接，令電橋使用內(nèi)置的檢流計(jì)和內(nèi)置的電源。3.按下電源開(kāi)關(guān)按扭“B”，使電橋通電。起初電橋處于非平衡狀態(tài)，點(diǎn)按檢流計(jì)按扭“G”，可觀察到指針的偏轉(zhuǎn)。由偏轉(zhuǎn)方向，判斷讀數(shù)調(diào)節(jié)的增減方向，相應(yīng)調(diào)節(jié)最大的讀數(shù)旋鈕，使指針的偏轉(zhuǎn)幅度減少。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)內(nèi)容-24.仿步驟3，依照從大到小的次序，不斷調(diào)節(jié)電橋的讀數(shù)旋扭，逐漸使電橋上的檢流計(jì)指針指向零。5.最后，檢查平衡電橋的靈敏度：在電橋平衡時(shí)，改變讀數(shù)旋鈕的值，使檢流計(jì)指針偏移Δn格，相應(yīng)的電阻值改變?yōu)棣0

，計(jì)算電橋的靈敏度大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)內(nèi)容-36.依上方法，測(cè)量幾只阻值不同的電阻。7.根據(jù)下式估算測(cè)量的不確定度。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻萬(wàn)用表測(cè)Rx（Ω）倍率K電阻盤示值R0(Ω)測(cè)量值Rx=KR0(Ω)偏轉(zhuǎn)格量數(shù)ΔnR0改變?chǔ)0(Ω)靈敏度SΔRx=0.2Rx/S參考表格大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——電橋法測(cè)電阻注意事項(xiàng)箱式電橋使用時(shí)，電源接通時(shí)間均應(yīng)很短，即不能將B、G兩按鈕同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間按下；測(cè)量時(shí)，應(yīng)先按B后按G，斷開(kāi)時(shí)，必須先斷開(kāi)G后斷開(kāi)B。并養(yǎng)成習(xí)慣。箱式電橋所用電源的電壓大小請(qǐng)看清實(shí)驗(yàn)室提供的說(shuō)明書或資料，按規(guī)定取值。調(diào)節(jié)比較臂R0的四個(gè)電阻旋鈕時(shí)，應(yīng)由大到小。當(dāng)大阻值的旋鈕轉(zhuǎn)過(guò)一格，檢流計(jì)的指針