教案授課順序4

1、教案 授課順序：授課日期班級專業(yè)教學內容第七章 電橋第八章 萬用表教學目的1 了解電橋的結構和萬用表的組成及用途2 理解各種電橋及萬用表的工作原理3 掌握直流電橋的使用方法和萬用表的使用方法重點難點重點：1各種電橋的工作原理及萬用表的工作原理 2直流電橋的使用方法和萬用表的使用方法難點：1 直流雙電橋的原理 2 交流阻抗電橋的原理 3 萬用表的工作原理作業(yè)布置7-5 8-3其他記載 第七章 電橋一、直流單電橋（又稱惠斯登電橋）的工作原理直流單電橋的原理電路如圖71所示。圖見書上第85頁（配合投影講解）。圖中四個電阻的連接點a、b、c、d稱為電橋的頂點由四個電阻組成的支路分別稱為橋臂。a、b端接

2、一個直流電源，為電橋的輸入端；c、d端接一個指零儀，為電橋的輸出端。當電橋接通電源后，調節(jié)橋臂電阻R2、R3、R4。使c、d兩頂點的電位相等，則通過指零儀的電流Ig=0,此狀態(tài)稱為電橋平衡狀態(tài)。電橋平衡時必定滿足的條件是:I1RX=I4R4 I2R2=I3R3 由于Ig=0，根據(jù)基爾霍夫定律可得I1=I2 I3=I4代入上述的平衡條件并整理的：= 得 R3RX=R2R4 即RX=R4式中：R2、R3電橋得比例臂電阻 R4比較臂電阻即可以通過調節(jié)電阻R2、R3、R4使得電橋平衡，從而求得被測電阻RX得值。一般直流單電橋的準確度等級有0.01、 0.02、 0.05、 0.1、 0.2、 1.0、

3、 1.5、 2.0等八個等級。二、直流單電橋的特點 （1）使用單電橋測量電阻，當被測電阻小于10歐娒時，引線電阻、與電橋連接處的接觸電阻就不能忽略。 （2）為了準確的判斷電橋的平衡，應該采用高靈敏的指零儀。（3）直流單電橋也可以運用于不平衡狀態(tài)，方法是：用可以讀出電流值的電流表作指零儀，可以從Ig的大小再根據(jù)RX與Ig的函數(shù)關系，推算出RX的值。這種使用方法的電橋稱為不平衡電橋，它再自動檢測中應用十分廣泛。三、QJ23型直流單電橋1 結構 該電橋的原理及結構示意圖如圖73所示，圖見書上第87頁，圖中的比例臂有8個電阻組成共有101、102、103、1、10、102、103七個檔位的七個比率值。

4、比較臂由4組電阻箱組成。第1級為9個1歐姆電阻，第2、3、4級分別為9個10歐姆、9個100歐姆、9個1000歐姆的電阻。選擇不同的比例臂和比較臂，可以測量從1*103到9999*103歐姆的電阻。2 QJ23型直流單電橋的使用步驟 使用前先將檢流計鎖扣打開，并調節(jié)調零器使指針或光點指標都置于零位。 若使用外接電源，其電壓應按規(guī)定選擇。太高會損壞橋臂電阻，太低又會降低靈敏度。 應先估計被測電阻的大約數(shù)值，以選擇合適的比率，保證比較臂的4組電阻能全部用上。（舉例說明） 測量時，應先按“電源”按鈕，再按“檢流計”按鈕，然后調節(jié)平衡。測量完畢，應先打開“檢流計”按鈕，再打開“電源”按鈕。在調節(jié)過程，

5、也不宜將檢流計按鈕按死。以免檢流計通電時間太長。 測量結束并不再使用時，應將檢流計鎖扣鎖上。四、直流雙電橋（又稱凱爾文電橋）的工作原理直流雙電橋是用于測量小電阻的電橋。一般測量時的接線電阻和接觸電阻其數(shù)量級大約為102到104歐姆。如果這個值與被測電阻相比不能忽略，就應該用雙電橋測量。1 直流雙電橋的原理圖如圖74所示，圖見書上第88頁，（圖用投影講解）。測量時，接上RX，然后調節(jié)個橋臂電阻，領檢流計電流Ig=0根據(jù)基爾霍夫定律，可寫出圖74中三個回路的方程為：I1R1=ISRS+I3R1/ I1R2=ISRX+I3R2/(IS-I3)R0=I3(R1/+R2/) 聯(lián)立求解得：RX=RS+()

6、() 或RX=RS+（）()可見，用雙電橋測電阻，RX值由兩項組成，其中第一項與單電橋相同，第二項稱為更正項。可以想辦法使更正項等于零。在制造時。令R1/R1、R2/R2更正項即可為零。為保證調節(jié)過程中始終保持更正項為零，還要把R1和R1/、R2和R2/做成一對同軸調節(jié)的電阻，使改變R1、R2的同時，R1/與R2/會隨之變化，并能保持同步。這樣就能保證更正項為零.,另外，連接RS和RX電流接頭的導線，盡可能采用導電性良好、線徑校粗的母線制成，其電阻R0近于零。這樣，即使與不相等，因為R0近于零，更正項還會等于零。則RX=RS 2 雙電橋可以測量小電阻的原因： 單電橋之所以不能測量小電阻，是因為

7、單電橋測出的電阻值，包含了橋臂間的引線電阻和接觸電阻。而雙電橋的電位接頭的引線電阻和接觸電阻位于R1、R2和R1/、R2/支路中。如果R1、R2、R1/、R2/本身不小于10歐姆，則接觸電阻可以忽略不計。 雙電橋的電流接頭的引線電阻和接觸電阻，一般包含在R0中，而R0是存在于更正項中，則對電橋平衡不產(chǎn)生影響。而另一端包含在電源支路中，也不影響測量結果。五、QJ44型直流雙電橋對照實物，講清該電橋的使用方法，并加以演示測量RX/六、使用直流雙電橋的注意事項 1 被測電阻的電位接頭應于電橋的電位接頭相連。如果RX無電流、電位接頭之分，就按書上第90頁的圖7-5所示電路接線。電位接頭應比電流接頭更靠

8、近RX，且兩對接頭不能絞在一起。 2 雙電橋的工作電流大，故測量要迅速，以免損耗電池。測量結束要立即關閉電源。七、交流阻抗電橋的工作原理原理電路如圖7-6所示，圖見書上第91頁（圖配合投影來講解）。調節(jié)橋臂參數(shù)，使指零儀指零，表示電橋兩頂點c、d的電位相等，此狀態(tài)為電橋的平衡。平衡時必定滿足下面兩個條件：Z1=Z4，Z2=Z3電橋平衡時，=0，有=，= 得Z1Z3=Z2Z4所以，交流阻抗電橋的平衡條件包括兩個部分：一是相對橋臂阻抗模的乘積必須相等。二是相對橋臂阻抗幅角之和必須相等。即|Z1|Z3|=|Z2|Z4| 1+3=2+4。八、交流阻抗電橋的種類雙電橋的四個橋臂要按一定的條件配置才有可能

9、平衡。因此實際中進行配置時，應做到下面幾點： 橋臂盡量不采用電感作為已知的度量器。因為電感滿載制造上很難與電阻分開，其準確度不如標準電阻和標準電容。 盡量使電橋平衡條件與電源頻率無關。 交流電橋要反復調節(jié)才能達到平衡。電橋達到平衡所需反復調節(jié)的次數(shù)叫收斂性。收斂性越好的電橋，調節(jié)平衡越快。 要求電橋能夠分別讀數(shù)。即可以直接從刻度盤上讀出被測參數(shù)的電阻與電抗數(shù)值。交流阻抗電橋的種類：測量電容的電橋電路（也叫串聯(lián)電阻式電容電橋）、測量電容的電橋電路（海氏電橋）、西林電橋（測量高電壓下材料的介質損耗） 第八章 萬用表一、萬用表的基本組成萬用表用途廣泛，可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓、直流電阻、

10、音頻電平、交流電流。電容、電感及晶體管值。萬用表由測量機構（也叫表頭）、測量電路和轉換開關組成。（對照實物講解）（一） 直流電流測量電路測量電路如圖83、84所示。圖見書上第94頁（圖用投影講解）。閉路式分流器更適用于萬用表。因為當轉換開關接觸點接觸不好，只是引起該檔電路不通，而不會造成表頭的損壞。對于圖83電路該檔的電流量程為：I=IC式中 I-電流量程。即表頭滿偏時被測電路電流 IC-表頭滿偏電流 R該量程的分流電阻 RC-該量程的表頭支路總電阻（二） 直流電壓測量電路測量電路如圖85所示。圖見書上第95頁。利用投影講解圖85。當指針滿偏所對應的被測電壓U=IC/(RC/+Rd) 式中 I

11、C/等效表頭的電流滿偏值 RC/等效表頭的內阻 Rd附加電阻電壓靈敏度是等效表頭滿偏電流IC/的倒數(shù)。例如500型萬用表的電壓靈敏度為=20000/V.注意：這里的電壓靈敏度不是指儀表靈敏度S。（三） 交流電壓測量電路測量電路如圖89所示。圖見書上第97頁，利用投影講解89。磁電系測量機構的偏轉角決定于平均轉矩，而平均轉矩又決定于脈動電流的平均值。因而儀表的指示值應該反映被測交流經(jīng)整流后的平均值。如果串接附加電阻，則為電壓表使用，此時電壓量程UCP=IC/(RC/+Rd). (四) 直流電阻測量電路測量電路如圖812所示，圖見書上第99頁，利用投影講解圖812。此時表頭的電流為I= 式中：RX

12、_被測電阻 RC/等效表頭的內阻 E電源電動勢當外電路短路，即RX0時。I=IC/,指針應指在滿偏位置。當外電路斷路，即RX時。I=0指針應停在機械零點位置。當RXRC/時I=IC/ /2。指針恰好位于滿偏電流一半的位置。由此可見，RX的刻度與電流刻度方向相反。并且為不均勻的刻度。當被測電阻與等效表頭的等效內阻相等時，有I=IC/ /2，這時表頭指針正好位于表盤刻度尺的中心，這個中心位置所指的電阻就是該檔等效表頭的等效內阻，故把RXRC/ 稱為歐姆中心值。在測量電阻時，應選歐姆中心值與被測電阻相接近的擋位進行測量。改變電阻檔的量程，可采用下面兩種方法：（1） 保持電源電動勢不變，改變分流電阻值

13、。（2） 改變分流電阻值的同時，提高電源電動勢。 (五) 音頻電平測量電路電平是在通訊系統(tǒng)中，用來表示電功率或電壓大小的一個參量，用相對值表示。S=10lg (分貝dB) S=20 lg電測量中使用的分貝，統(tǒng)一規(guī)定為功率或電壓與一個已知的標準零電平之比的對數(shù)值。此零電平規(guī)定為1mW，負載為600，并以P0表示。即P0= 1mW .那么0分貝時對應的電壓為U0= =0.775V測電平時，紅表筆接“dB”插孔，表筆不變。分貝的刻度是按交流電壓最低檔刻度的。例如500型萬用表交流電壓最低檔是10V檔。在10V的標尺上0.775V對應于0分貝，7.75V對應于20分貝。 S=20 lg S=20 lg

14、 =20Db二、萬用表的使用方法 （一）測量前的準備工作 1 在測電阻前，先要做外觀檢查，然后檢查電池電壓是否足夠。 2 機械調零。 3 “電氣調零”（也叫歐姆調零）。即將兩表筆短接?？粗羔樖欠裰噶?。不指零，就要調整“調零”旋鈕，使指針指零。4 檢查表筆位置是否正確。紅表筆應接在標有“”號的接線柱上；黑表筆應接在標有“”或“*”號的接線柱上。 （二）測電壓或電流 用萬用表測電壓或電流時，應注意以下幾點：1 要有監(jiān)護人。監(jiān)護人的技術等級要高于測量人。監(jiān)護人的作用又兩個：一是使測量人與帶電體保持規(guī)定的安全距離；二是監(jiān)護測量人正確使用儀表和正確測量。如果測量人不懂測量技術，有權制止測量工作。2 測量時不要用手觸摸表筆的金屬部分，以保證安全和測量的準確性。3 測量高壓或大電流時，不能在測量時旋動轉動開關，避免轉換開關的觸頭產(chǎn)生電弧而損壞開關。4 要注意被測量的極性，避免指針反偏而損壞儀表。5 檔不知道電壓和電流有多大時，應先將量程檔置于最高檔，然后再由低量程檔轉換。 （三）用歐姆