大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)電橋法測電阻ppt課件

.,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),.,預(yù)習(xí)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)名稱原理圖（P60圖2-2）數(shù)據(jù)記錄表格（課本P61表2-1、P68表2-5）思考題P64（1、2），P69（1、2）。,.,簡介,實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)儀器,操作指南,數(shù)據(jù)處理,.,簡介,電橋是利用比較法進(jìn)行電磁測量的一種電路連接方式，它不僅可以測量很多電學(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。實(shí)驗(yàn)室里常用的電橋有惠斯通電橋（單臂電橋）和開爾文電橋（雙臂電橋）兩種。前者一般用于測量中高值電阻；后者用于測量1歐姆以下的低值或超低值電阻。,.,實(shí)驗(yàn)原理,一、惠斯通電橋（單臂電橋）,R1、R2均為固定電阻，Rx為被測電阻，Rs為可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電阻，G為靈敏電流計(jì)，E為工作電源。,.,當(dāng)電橋平衡，流過檢流計(jì)的電流為零時(shí)，有,即,若比例臂和Rs為已知，可以求出被測電阻Rx為的阻值。,.,二、開爾文電橋（雙臂電橋）,R1、R2、R3、R4均為可調(diào)電阻Rx，為被測低電阻，Rs為低值標(biāo)準(zhǔn)電阻。,.,開爾文電橋是惠斯通電橋的變形，在測量小阻值電阻（通常1歐）時(shí)具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確度。開爾文電橋的兩點(diǎn)改進(jìn)：1.增加了一個(gè)由R3、R4組成的橋臂；2.Rs和Rx由兩端接法改為四端接法，其中P1P4為電壓接點(diǎn)，C1C4為電流接點(diǎn)。,.,調(diào)節(jié)R1、R2、R3、R4，使電橋平衡，可求得,通過兩點(diǎn)改進(jìn)，開爾文電橋?qū)s和Rx的接線電阻和接觸電阻巧妙地轉(zhuǎn)移到電源內(nèi)阻和阻值很大的橋臂電阻中，又通過R1/R2=R3/R4設(shè)定，消除了電阻R2的影響，從而保證了測量低電阻時(shí)的準(zhǔn)確度,.,三、電橋靈敏度,在電橋平衡后，若橋路中的電阻阻值發(fā)生改變，電橋就會失去平衡，使檢流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)Rs的改變量為Rs時(shí)指針偏轉(zhuǎn)n格，則n/Rs稱為電橋的靈敏度。,.,四、電橋的基本誤差,a為電橋的準(zhǔn)確度等級(a=0.2級)。電橋平衡后，再改變Rs使檢流計(jì)指針偏離零點(diǎn)小格（15格）時(shí)Rs的改變值。Rx為測量值。,.,實(shí)驗(yàn)儀器,惠斯通電橋,.,開爾文電橋,.,操作指南,一、用箱式惠斯通電橋測固定電阻的阻值,1.測量前先調(diào)節(jié)好檢流計(jì)的零點(diǎn)。2.注意各旋鈕的初始位置（參考課本）3.測量時(shí)應(yīng)先按下電源開關(guān)按鈕B，后按檢流計(jì)開關(guān)G，觀察檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)情況，然后立即放開，放開時(shí)要先放開G后放開B。4.要注意選擇合適的比率臂（參考課本）,應(yīng)使比較臂Rs的四個(gè)旋鈕都用上。否則將降低測值的準(zhǔn)確度。,.,5.用“逐次逼近法”使電橋平衡，電橋平衡時(shí)，四個(gè)比較電阻阻值之和乘以倍率盤讀數(shù)就是待測電阻的阻值6.測定惠斯通電橋的靈敏度。在測量待測電阻達(dá)到平衡時(shí)，改變比較臂Rs的末位讀數(shù)，使檢流計(jì)指針偏離零點(diǎn)1至5個(gè)格(n)，記錄此時(shí)RS的讀數(shù)。,.,（二）用箱式開爾文電橋測電阻箱的零值電阻,1.“B1”開關(guān)扳到“通”位置，等穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)檢流計(jì)指針在零位，靈敏度旋鈕在中間位置。2.將被測電阻的四個(gè)接線端對應(yīng)接在電橋相應(yīng)的C1、P1、P2、C2接線柱上。3.估計(jì)被測電阻大小，選擇適當(dāng)倍率位置。,.,4.調(diào)節(jié)RS1和RS2，電橋逐步趨于平衡時(shí)再逐步加大靈敏度，直至靈敏度達(dá)到最高，電橋仍平衡為止。此時(shí)待測電阻Rx=倍率讀數(shù)（步進(jìn)讀數(shù)+滑線讀數(shù)）RS,.,數(shù)據(jù)記錄表格,表1：用惠斯通電橋測中值電阻,a=0.2級,.,表2：用開爾文電橋測量低值電阻銅（鐵）棒,a=0.2級,.,數(shù)據(jù)處理要求：,單臂按課本要求以一個(gè)電阻為例給出詳細(xì)計(jì)算過程（公式代入數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果），另三個(gè)電阻同理將計(jì)算結(jié)果填入表格。雙臂按課本要求以一個(gè)電阻為例給出詳細(xì)計(jì)算過程（公式