实验三
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实验三 惠斯通电桥测电阻. 主讲教师:戚非. 大连大学物理科学与技术学院. 一 . 简 介. 电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式,它不仅可以测量很多电学量,如 电阻、电容、电感 等,而且配合不同的传感器件,可以测量很多的非电学量,如 温度、压力 等。 实验室里常用的电桥有惠斯通电桥(单臂电桥)和开尔文电桥(双臂电桥)两种。前者一般用于测量 中高值 电阻;后者用于测量 1 欧姆以下的低值或超低值电阻。 采用电桥法测量电阻具有 操作简单、读数方便、准确度高、对电源的稳定性要求不高 等优点。. 二 . 实 验 目 的.

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实验三 惠斯通电桥测电阻

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Presentation Transcript


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实验三惠斯通电桥测电阻

主讲教师:戚非

大连大学物理科学与技术学院


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一. 简 介

电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式,它不仅可以测量很多电学量,如电阻、电容、电感等,而且配合不同的传感器件,可以测量很多的非电学量,如温度、压力等。

实验室里常用的电桥有惠斯通电桥(单臂电桥)和开尔文电桥(双臂电桥)两种。前者一般用于测量中高值电阻;后者用于测量1欧姆以下的低值或超低值电阻。

采用电桥法测量电阻具有操作简单、读数方便、准确度高、对电源的稳定性要求不高等优点。


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二. 实 验 目 的

  • 掌握惠斯通电桥测电阻的原理;

  • 学会自己组装电桥测电阻的方法;

  • 理解电桥灵敏度的意义。


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图1 电桥原理图

三. 实 验 原 理

1. 电桥结构与原理

R1、R2 比率臂

Rs比较臂

Rx 测量臂

电桥平衡: 检流计中无电流通过,B、D两点电压相等。 相邻两臂电阻之比相等.

C-倍率


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三. 实 验 原 理

问题1:调节哪个电阻使电桥平衡?

可变电阻Rs

  • 问题2:怎样知道电桥平衡?

检流计指在中央。

问题3:电桥平衡后利用哪个公式计算电阻?

任务1:调节电桥平衡,测量未知电阻。


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三. 实 验 原 理

2. 电桥的灵敏度

电桥平衡后,将比较臂电阻Rs增加或减少一个微小量△Rs,使检流计指针离开平衡位置△n格,则定义电桥灵敏度S为

影响电桥灵敏度的因素

①与检流计的灵敏度成正比。

②与电源的电动势成正比,在保证不超过电阻额定电流的情况下,尽可能提高电源的电动势。

③与电源的内阻r和串联的限流电阻R有关。增加R可降低电桥的灵敏度,这对寻找平衡规律是有好处的。随着电桥逐渐趋于平衡,R值应逐渐减小到最小值。

④与四个臂的电阻有关。


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任务二:电阻的测量不确定度及结果表示


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四. 仪 器 介 绍

1 自组电桥电路板

2 电阻箱

3 待测电阻

4 滑线变阻器

5 开关

6 直流电源

7 检流计


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B

C

A

D


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图3 AC-5型直流指针式检流计

四. 仪 器 介 绍


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五. 实 验 任务

  • 自组电桥并用其测未知电阻RX1 (470Ω,

  • C=1/10),RX2 (4.7KΩ,C=10/1)及 RX1//RX2 (C=1/1),选做(RX1+RX2) 。

2.及时“跟测”自组电桥的灵敏度。

3. 以一组数据为例,写出数据处理过程的主要步骤(包括不确定度的计算和分析,表示其结果)。

同理列出其余各组数据的处理结果。

数据记录及处理详见P56


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六. 注 意 事 项

1.用自组电桥测量时,对应所测的未知电阻,选择合适 的倍率C,使RS能读出四位以上有效数字(请您事先设计好 记录数据表格)。

2.测电桥灵敏度。电桥平衡后,使RS改变ΔRS,记下检流计相应的偏转格数Δn ,代入公式即可求得 S。为消除检流计指针因偏转方向造成的读数误差,可先令ΔRS1=+a Ω,记下Δn1,再令ΔRS2=-a Ω记下Δn2,则指针偏转量为


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实验要求

  • 接线完成后要自己检查,经老师同意后,方可通电。

  • 注意检流计的正确使用方法。实验完成后,将检流计关闭。

  • 一周后交实验报告。


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思 考 题

1.如果连好实验线路、接通电源后发现:

无论是增加RS、还是减小RS,检流计的

指针总是向一边偏转,此时电路有何故障?

2. 如果连好实验线路、接通电源后发现:

检流计的指针总不偏转,此时电路有何

故障?

3. 如果粗测阻值为 350Ω,R的取值范围为

0.1—99999.9Ω。若使 Rx至少具有四位

有效数字,比值C应如何取值?


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