實(shí)驗(yàn)六單臂電橋測(cè)中值電阻

1、實(shí)驗(yàn)六單臂電橋測(cè)中值電阻三三.原理原理 利用橋式電路制成的電橋是一種用比較法利用橋式電路制成的電橋是一種用比較法進(jìn)行測(cè)量的精密儀器，它在電測(cè)技術(shù)中應(yīng)用十進(jìn)行測(cè)量的精密儀器，它在電測(cè)技術(shù)中應(yīng)用十分廣泛，可以用來(lái)測(cè)量電阻、電容、電感、頻分廣泛，可以用來(lái)測(cè)量電阻、電容、電感、頻率、溫度、壓力等許多物理量。電橋有多種類率、溫度、壓力等許多物理量。電橋有多種類型，惠斯登電橋（單臂電橋）是其中的一種，型，惠斯登電橋（單臂電橋）是其中的一種，它通常用來(lái)精確測(cè)量它通常用來(lái)精確測(cè)量10107的中值電阻。的中值電阻。 電橋的構(gòu)成包括四個(gè)橋臂電橋的構(gòu)成包括四個(gè)橋臂（比例臂（比例臂R1和和R2，比較臂，比較臂Rs，待

2、測(cè)臂，待測(cè)臂Rx），），“橋橋”平衡指示器平衡指示器（檢流計(jì)）（檢流計(jì)）G和工作電源和工作電源E。在自組滑線式電橋線路中在自組滑線式電橋線路中還聯(lián)接有電橋靈敏度調(diào)節(jié)還聯(lián)接有電橋靈敏度調(diào)節(jié)器器Rn（滑線變阻器）。（滑線變阻器）。橋式電路的基本結(jié)構(gòu)橋式電路的基本結(jié)構(gòu): : 電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)沒(méi)有電流通過(guò)，電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)沒(méi)有電流通過(guò)，B點(diǎn)與點(diǎn)與D點(diǎn)電壓相等點(diǎn)電壓相等VB=VD，即有：，即有： I1R1=I2R2 I1Rx=I2Rs 聯(lián)立解得：聯(lián)立解得： sxRRRR 21 由平衡條件可見(jiàn)電橋的平衡與工作電流無(wú)關(guān)，用由平衡條件可見(jiàn)電橋的平衡與工作電流無(wú)關(guān)，用電橋測(cè)電阻，待測(cè)阻值只需通過(guò)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻

3、的阻值電橋測(cè)電阻，待測(cè)阻值只需通過(guò)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值便可求得。這一過(guò)程相當(dāng)于把便可求得。這一過(guò)程相當(dāng)于把Rx與標(biāo)準(zhǔn)電阻相比較，與標(biāo)準(zhǔn)電阻相比較，因而測(cè)量具有很高的準(zhǔn)確度。這也是電橋測(cè)電阻的基因而測(cè)量具有很高的準(zhǔn)確度。這也是電橋測(cè)電阻的基本原理本原理比較法測(cè)電阻。比較法測(cè)電阻。電橋平衡的條件：電橋平衡的條件：滑線式電橋滑線式電橋1R2R 注意：滑動(dòng)頭左右端可在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)任選，注意：滑動(dòng)頭左右端可在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)任選，但選定后應(yīng)保持不變。建議但選定后應(yīng)保持不變。建議D點(diǎn)選在點(diǎn)選在50cm處。處。滑線式電橋接線圖滑線式電橋接線圖保護(hù)電阻保護(hù)電阻D 正確調(diào)節(jié)滑線式電橋平衡的方法。正確調(diào)節(jié)滑線式電橋平衡的方

4、法。 調(diào)節(jié)電橋平衡應(yīng)遵循先粗后細(xì)的原則。粗調(diào)調(diào)節(jié)電橋平衡應(yīng)遵循先粗后細(xì)的原則。粗調(diào)時(shí)先將時(shí)先將R調(diào)至最大，將帶保護(hù)電阻調(diào)至最大，將帶保護(hù)電阻Rn的閘刀斷開(kāi)，的閘刀斷開(kāi)，調(diào)調(diào)Rs為某值為某值Rs1，檢流計(jì)指針偏向一邊，當(dāng)調(diào)，檢流計(jì)指針偏向一邊，當(dāng)調(diào)Rs為另一值為另一值Rs2時(shí)，指針偏向另一邊，顯然要使時(shí)，指針偏向另一邊，顯然要使指針不偏轉(zhuǎn)（指零），指針不偏轉(zhuǎn)（指零），Rs的值必定在的值必定在Rs1與與Rs2之間。據(jù)此，采用逼近法逐漸縮小之間。據(jù)此，采用逼近法逐漸縮小Rs1與與Rs2的的差值，直到調(diào)至準(zhǔn)確的差值，直到調(diào)至準(zhǔn)確的Rs值，使檢流計(jì)指針指值，使檢流計(jì)指針指零；細(xì)調(diào)時(shí)，則需將零；細(xì)調(diào)時(shí)，則

5、需將R調(diào)至最小，將保護(hù)電阻調(diào)至最小，將保護(hù)電阻Rn短路（合上閘刀），微調(diào)短路（合上閘刀），微調(diào)Rs使檢流計(jì)再次指零，使檢流計(jì)再次指零，此時(shí)電橋達(dá)到平衡。此時(shí)電橋達(dá)到平衡?；€式電橋不等臂誤差的消除?；€式電橋不等臂誤差的消除。 實(shí)驗(yàn)中滑線式電橋的比例臂電阻實(shí)驗(yàn)中滑線式電橋的比例臂電阻R R1 1與與R R2 2不完全相不完全相等，存在較大的不等臂誤差，為消除該系統(tǒng)誤差，等，存在較大的不等臂誤差，為消除該系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)可采用交換測(cè)量法進(jìn)行。先按原線路進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)可采用交換測(cè)量法進(jìn)行。先按原線路進(jìn)行測(cè)量得到一個(gè)得到一個(gè)R Rs s值，然后可將值，然后可將R Rx x與與R Rs s的位置交換，按同

6、的位置交換，按同樣方法再測(cè)一次得到一個(gè)樣方法再測(cè)一次得到一個(gè)R Rs s值，兩次測(cè)量，電橋值，兩次測(cè)量，電橋平衡后分別有平衡后分別有 sxRRRR 2112sxRRRR ssxRRR 聯(lián)立兩式得：聯(lián)立兩式得： 由上式可知：交換測(cè)量后得到的測(cè)量值與由上式可知：交換測(cè)量后得到的測(cè)量值與R1、R2阻值無(wú)關(guān)。阻值無(wú)關(guān)。提高電橋靈敏度的途徑提高電橋靈敏度的途徑 通過(guò)對(duì)電橋靈敏度定義式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)（不在實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)電橋靈敏度定義式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)（不在實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍內(nèi)，略去），可以得到下列結(jié)論：略去），可以得到下列結(jié)論： 在不超過(guò)橋臂電阻額定功率的情況下在不超過(guò)橋臂電阻額定功率的情況下,增加電源電壓可提高

7、增加電源電壓可提高電橋靈敏度。電橋靈敏度。 選用靈敏度較高的檢流計(jì)可提高電橋靈敏度（但要注意檢流選用靈敏度較高的檢流計(jì)可提高電橋靈敏度（但要注意檢流計(jì)靈敏度不可過(guò)高，否則，測(cè)量將會(huì)很不方便）。計(jì)靈敏度不可過(guò)高，否則，測(cè)量將會(huì)很不方便）。測(cè)量中檢流計(jì)的保護(hù)測(cè)量中檢流計(jì)的保護(hù) 檢流計(jì)作為平衡指示器，其允許通過(guò)的電流非常小，因此檢流計(jì)作為平衡指示器，其允許通過(guò)的電流非常小，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中特別強(qiáng)調(diào)保護(hù)檢流計(jì)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中特別強(qiáng)調(diào)保護(hù)檢流計(jì)。用滑線式電橋測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)待測(cè)電阻用滑線式電橋測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)待測(cè)電阻Rx值，調(diào)值，調(diào)Rs與與Rx近似，近似，調(diào)節(jié)電橋平衡時(shí)，要遵循先粗后細(xì)的原則，粗測(cè)時(shí)，先將調(diào)節(jié)

8、電橋平衡時(shí)，要遵循先粗后細(xì)的原則，粗測(cè)時(shí)，先將Rn調(diào)調(diào)至最大，在電橋支路上串入保護(hù)電阻至最大，在電橋支路上串入保護(hù)電阻Rn減小通過(guò)檢流計(jì)的電流；減小通過(guò)檢流計(jì)的電流；初步平衡后，再將初步平衡后，再將R調(diào)至最小，并將調(diào)至最小，并將Rn短接進(jìn)行細(xì)測(cè)。短接進(jìn)行細(xì)測(cè)。用箱式電橋測(cè)電阻用箱式電橋測(cè)電阻 參看下表，參看下表，R為，調(diào)節(jié)為，調(diào)節(jié)R找到檢找到檢流計(jì)指針出現(xiàn)左右偏轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的檔次。以確定流計(jì)指針出現(xiàn)左右偏轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的檔次。以確定待測(cè)電阻的數(shù)量級(jí)。待測(cè)電阻的數(shù)量級(jí)。 根據(jù)待測(cè)電阻的數(shù)量級(jí)，按上表選擇電源電壓和根據(jù)待測(cè)電阻的數(shù)量級(jí)，按上表選擇電源電壓和R1、R2，接線后應(yīng)先接通，接線后應(yīng)先接通“電池電池”，依次調(diào)節(jié)