物理實驗報告7_惠斯登電橋測電阻.docx

物理實驗報告7_惠斯登電橋測電阻實驗名稱:惠斯登電橋測電阻 實驗目的: a(掌握惠斯登電橋測量電阻的原理和特點以及對電橋靈敏度的檢測; b(學習消除系統(tǒng)誤差的一種方法交換測量法。 實驗儀器: QJ23直流電阻電橋、滑線變阻器、指針式檢流計、電阻箱、待測電阻等。 實驗原理和方法: QJ23直流電阻電橋使用方法: 本次實驗的電壓選擇3V即可。接通電源后，指零儀轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向“內(nèi)接”，旋轉(zhuǎn)調(diào)零旋鈕，將檢流計指針調(diào)零。使用時，將待測電阻接在電橋的“”處，根據(jù)待測電阻的近似數(shù)值調(diào)節(jié)好量程Rx倍率和四個電阻箱。然后將“靈敏度”旋鈕按逆時針方向旋轉(zhuǎn)到最小，再按下“B”鍵(電源開關(guān))以及“G”鍵(檢流計開關(guān))，此時指針可能不動;適當調(diào)高“靈敏度”，讓指針偏轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)電阻箱，使指針回零;再調(diào)高“靈敏度”，最后在最大靈敏度下，使指針回零，則待測電阻為量程倍Rx率K 總電阻讀數(shù)，測量完每一個電阻后，必須放開“B”鍵，同時將“靈敏度”調(diào)節(jié)至最小，R，0再換測其他電阻。 惠斯登電橋原理: 如圖，當檢流計G指零時，存在關(guān)系式: U,U，即 IR,IR; abadabxad1U,U，即 IR,IR; bcdcbc0dc2I,I ， I,I，由此可得: abbcaddcR1R,R,KR ; x00R2R1K, 其中是比例臂的倍率。 R2電橋測電阻實際上是將待測電阻與標準電阻比較。標準電阻的精度可以造得很高，可達5位以上的有效數(shù)字，只要檢流計足夠靈敏，待測電阻可達到與標準電阻相同的精度。 使用QJ23型惠斯登電橋測電阻并測定電橋靈敏度: 假設某一待測電阻在電橋倍率為K、電阻為下取得平衡，當電橋電阻改變時，假設RR,Rx00,n電橋的檢流計指針改變格，則電橋靈敏度定義為;靈敏度S反應了電橋?qū)﹄娮鑃,R,n/,R00相對變化量的分辨能力，是衡量電橋精度的重要參數(shù)。 將前面測過的3個電阻用QJ23型直流電阻電橋重新測量;在測量每一個電阻時，要求同時,n測量相應的靈敏度。測量靈敏度時，要求有盡可能大的數(shù)值，并應估讀一位，可以減少測量誤,n,n差;若第一次的是在下取得的，則第二次的應在下取得，這R,R，,RR,R,R000000,n樣兩次得到的應很接近，容易判斷數(shù)據(jù)的合理性。測量靈敏度之前，若檢流計指針不為零，應將指針臨時調(diào)零，但測量完靈敏度后開始測量另外一個電阻時，必須重新將指針調(diào)零。 使用非平衡電橋測量動態(tài)電阻: 非平衡電橋內(nèi)部電路如圖所示: 將1R、2、3端短路;8、9端短路，待測電阻接在7、8兩端，毫伏表當檢流計，當毫伏表指xR2R,RR零，即構(gòu)成惠斯登電橋;此時。此處的用專用電阻。 x3xR1RRR固定R、R、，當隨溫度變化時，毫伏表顯示非零值，的改變數(shù)值可以由毫伏表的3xx21示數(shù)求得，因此可用非平衡電橋測量動態(tài)電阻。 RRR測量時，水浴鍋內(nèi)加入適量清水，先不接通電源，取=110，在室溫下調(diào)節(jié)，使毫321R,RR伏表盡量指零，此時，記下室溫、以及毫伏表讀數(shù);然后接通水浴鍋電源，使水浴x0x03鍋內(nèi)的待測電阻加熱，以改變其溫度，當溫度達到一定值后，記錄溫度和相應的毫伏表讀數(shù)，繼續(xù):C:C加熱，測定下一組溫度的數(shù)據(jù)，每間隔10測量一組數(shù)據(jù)，直到溫度為90為止，記錄數(shù)據(jù)。 ,V以T為橫坐標，為縱坐標，用坐標紙作圖。 保持、數(shù)值不變。將換成電阻箱，從110調(diào)節(jié)電阻箱，記下毫伏表讀數(shù);以后RRRR3x21每增加5，記錄一次毫伏表讀數(shù)，直至電阻為140為止，并且記錄數(shù)據(jù)。 ,V,V以R為橫坐標，為縱坐標，在同一坐標紙上以適當比例(按同一比例)作圖。由此可,V,V確定T圖上的每一點所對應的R值:通過該點作水平線，與R曲線交點對應的R即為所求值 參數(shù)及數(shù)據(jù)記錄:見附表的數(shù)據(jù)記錄表 數(shù)據(jù)處理:曲線圖見附表的坐標紙 思考題: 1(為什么用電橋法測電阻比用伏安法準確,若在伏安法中進行電阻修正，其測量結(jié)果能達到電橋精度嗎, 答:電橋的實質(zhì)是把未知電阻與標準電阻相比較，而且標準電阻的精度可以制作得很高。因此用電橋測電阻時，只要檢流計足夠靈敏，且選用標準電阻做橋臂，則待測電阻可以達到其它三臂的標準電阻具有的精度。 電橋電路中的檢流計只是用來判斷是否有電流通過，并不需要讀出電流的數(shù)值，所以只要檢流計的靈敏度很高，則測量結(jié)果的精度就可以很高。 而伏安法測量電阻，需要考慮到許多因素，要進行電流或者電壓修正，并且要讀出電流示數(shù)，這樣造成的誤差相對電橋來說很大，要達到電橋所達到的精度是相當?shù)睦щy。 ,n 2(何謂電橋靈敏度,測電橋靈敏度時，為什么要盡可能大并且估讀一位, 答:電橋靈敏度的定義為: ,nS, ,R,0,R0,n 盡可能大并且估讀一位是為了測量的誤差，提高測量結(jié)果精度。 3(如果要求測量誤差小于萬分之五，則電橋的靈敏度應為多大, RRR,K