惠斯登電橋測(cè)電阻

1、惠斯通電橋電阻測(cè)量、二極管伊斯特直流電橋是測(cè)量電阻和電阻值之間一定函數(shù)關(guān)系的對(duì)戰(zhàn)機(jī)器，根據(jù)被測(cè)量和已知量在電橋線路上得到測(cè)量結(jié)果的目的，設(shè)定電橋的種類。 不同的橋可以測(cè)量諸如電容、電感量等的電量，也可以經(jīng)由傳感器使用橋電路測(cè)量諸如壓力、溫度、大氣濕度等的非電量。 此次實(shí)驗(yàn)的起重機(jī)斯坦共和國(guó)直流橋被用于正確測(cè)量數(shù)十至數(shù)百千歐姆的中值電阻。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要?、掌握惠斯通電橋電阻測(cè)量原理2 .了解電橋靈敏度的意義和交換法消除系統(tǒng)誤差的方法3 .學(xué)習(xí)正確使用箱式電橋測(cè)量電阻的方法。 實(shí)驗(yàn)原理“橋”是非常重要的電磁學(xué)基本量測(cè)儀器之一。 可用于電阻的電阻值、電容器的電容器及其損耗、線圈的電感量量等的測(cè)量。

2、 其測(cè)量原理是基于電位比較的化學(xué)基方法。 惠斯通電橋原理如圖1所示。 電阻R1、R2、RX、RS構(gòu)成橋的4個(gè)臂，電流計(jì)的作用是比較b、d2點(diǎn)的電位，b、d2點(diǎn)的電位相等時(shí)，電流計(jì)中沒有電流流過的狀態(tài)稱為橋平衡。 在橋接平衡中，存在Ig=0且Ix=Is、I1=I2 IxRx=I1R1、IsRs=I2R2，即，在存在Rx=Rs (1)的實(shí)驗(yàn)的情況下，對(duì)于僅通過讀取Rs及比率R1/R2就可求出的惠斯通電橋的實(shí)際的裝置，存在si=I2r 2的情況。 1 .滑動(dòng)式橋接器如圖2所示，圖1中的R1和R2由一個(gè)電阻絲a-b代替，并且Rs是電阻箱。 在電阻絲上安裝有能夠滑動(dòng)的電耦合d，d點(diǎn)兩側(cè)的AD和BD分別為

3、R1和R2，滑動(dòng)d能夠改變R1和R2的比例。 由于R=l/S，所以對(duì)于同一材料的均勻電阻絲來說，電阻率和橫截面積s是一定量，因此，將上式代入(1)式，看到(2)，修正測(cè)量橋平衡的長(zhǎng)度l1和l2。 讀取Rs的大小，則檢測(cè)Rx。 由于電阻絲的截面積及其他情況在各處不同，所以直接應(yīng)用(2)式求出Rx會(huì)帶來一些誤差，但為了消除該誤差，采用交換法，即在第一次測(cè)定后，交換等電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻、Rs的位置進(jìn)行第二次測(cè)定， 更換后測(cè)量的Rx1和2 .箱橋圖3箱橋原理電路箱橋?qū)⒖烧{(diào)節(jié)的電阻R1、R2和Rs，以及構(gòu)成檢波校正、電源和開關(guān)等橋的零配件安裝在一個(gè)箱中，便于攜帶、使用。 其結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。 其中R1

4、和R2為比例臂，可以通過改變c點(diǎn)的位置來改變R1/R2的比。 另一方面，在比較臂R0中，串聯(lián)連接四個(gè)可調(diào)電阻，并且比較臂R0的總電阻值達(dá)到9999歐姆。 給定C=R1/R2的比率，Rx=CR0是c為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻的比率，被認(rèn)為是一盞茶正確的，因?yàn)镽x的有效數(shù)字取決于R0電阻值的位數(shù)，并且R0為09999電阻箱，因此為了正確地測(cè)量Rx，c必須適當(dāng)?shù)剡x擇c使R0保持4位有效假定Rx=5.024，則選擇C=1(即，R1=R2 )，因?yàn)殡娮柘溆邢?，R0只能調(diào)整5個(gè)橋接器，并且因?yàn)镽0只能調(diào)整5.023，所以Rx只有1個(gè)有效數(shù)字。 當(dāng)選擇C=0.001時(shí)，在橋平衡時(shí)測(cè)量R0=5023、Rx=0.00150

5、23=5.023，并且獲得4位的有效數(shù)字，因此比率c的選擇根據(jù)測(cè)量電阻(諸如大小的不同)而不同。 3 .在電橋靈敏度試驗(yàn)中，電橋是否達(dá)到平衡是通過觀察檢流計(jì)反射鏡指針有無偏轉(zhuǎn)來判斷的，指針偏轉(zhuǎn)小于0.1格時(shí)，眼睛無法察覺。 因此，電流計(jì)本身的靈敏度直接影響橋的靈敏度。 電橋的靈敏度在電橋達(dá)到平衡時(shí)，使一個(gè)臂的電阻值r變化微小量r，使電橋偏離平衡，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)n格時(shí)，電橋的靈敏度s明顯，在電阻的相對(duì)變化相同時(shí)，n越大，電橋的靈敏度越大理論和實(shí)驗(yàn)證明，適當(dāng)提高工作電壓，選擇靈敏度高、內(nèi)阻低的電流計(jì)，對(duì)提高電橋靈敏度也是有利的。 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)1，惠斯通電橋電阻的公式： Rx=Rs 2，電阻絲的電阻

6、修正公式： R=3，對(duì)于同一材料的均勻電阻絲來說，由于電阻率和橫截面積s是一定量的，所以有實(shí)驗(yàn)器材滑線橋、電阻箱、電流計(jì)、滑線電阻器的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1，線性橋測(cè)量電阻(1)如圖2所示其中Rs用電阻箱、r用滑動(dòng)電阻器、g為電流計(jì)、e為直流電源。 (2)首先將r調(diào)節(jié)到最大值，接通開關(guān)k。 (3)折動(dòng)電氣牛鼻子d在電阻絲AB的中部附近不斷與AB接觸，調(diào)節(jié)電阻箱Rs，使檢波校正指針指向零。 (4)逐漸減小r的值，微調(diào)Rs或d的位置，使電流計(jì)指向零。 為了更好地判斷電流計(jì)中是否有電流流動(dòng)，可以不斷地使曲折電耦合d接觸、切斷電阻絲AB，即反復(fù)跳躍法。 此時(shí)，電流鏡指針始終指向零時(shí)，表示電橋處于平衡狀態(tài)。

7、關(guān)閉開關(guān)，記錄當(dāng)時(shí)的l1、l2和Rs的值。 將圖4的電阻箱面板圖(5)的rx和Rs的位置進(jìn)行替換，重復(fù)上述測(cè)定步驟。 (注意：此時(shí)，Rx=Rs ) 2、箱橋電阻測(cè)量(1)本次實(shí)驗(yàn)中使用的電阻箱的面板圖如圖4所示。 實(shí)驗(yàn)中使用的內(nèi)置電源已經(jīng)設(shè)置好，不需要連接電源。 (2)等測(cè)量電阻Rx通過導(dǎo)線與6連接；(3)估計(jì)被測(cè)量電阻的量級(jí)，按照表2求出比例臂旋鈕3和比較臂旋鈕5。 (4)調(diào)整零調(diào)節(jié)器4，使檢流修正部9的指針指向零。 (5)按下按鈕7和8，再調(diào)節(jié)比較臂5指示檢流修正，指針指示零。 Rx=比例臂讀取比較臂讀取數(shù)據(jù)記錄和處理1、線橋中電阻表1、項(xiàng)目、圖3盒橋原理電路、圖4電阻盒面板圖、誤差修正運(yùn)算(算術(shù)平均數(shù)差法):由上述及誤差傳遞式得到：這里， L1和L2是尺度最小量的半估計(jì)，2 .在箱橋，電阻修正2的修正器精度等級(jí)： f=其中，誤差Rx是從修正器等級(jí)進(jìn)行修正，即，Rx=Rxf%注意事項(xiàng)1，將電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs的位置調(diào)換，進(jìn)行第2次修正測(cè)量時(shí)。 2 .用滑行電橋測(cè)量電阻時(shí)，保護(hù)電阻最初應(yīng)全部為最大值