實(shí)驗(yàn) 用惠斯通電橋測(cè)電阻

第1頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六

電橋電路在電磁測(cè)量技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，可以測(cè)量電阻、電容、電感、頻率、溫度、壓力等許多物理量，也廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制中。本實(shí)驗(yàn)所討論的是直流單臂電橋（又稱惠斯通電橋），主要是用來測(cè)量中等阻值（10～105Ω）電阻的；測(cè)量低阻（10～10-5Ω）用直流雙臂電橋（又稱開爾文電橋）；測(cè)量高阻（106～1012Ω）則用專門的高阻電橋或沖擊法等測(cè)量方法。第2頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.掌握惠斯通電橋基本原理，了解橋式電路的特點(diǎn)。2.掌握電橋的使用方法。3.了解電橋靈敏度概念?！緦?shí)驗(yàn)器材】板式惠斯通電橋，直流穩(wěn)壓電源，檢流計(jì)，滑線變阻器，待測(cè)電阻，電阻箱，雙刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線。第3頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六圖1惠斯通電橋電路【實(shí)驗(yàn)原理】1.電阻的測(cè)量直流單臂電橋的原理電路如圖1所示。它是由四個(gè)電阻連成一個(gè)四邊形回路，這四個(gè)電阻稱為電橋的四個(gè)“臂”。在這個(gè)四邊形回路的一條對(duì)角線的頂點(diǎn)間接入直流工作電源，另一條對(duì)角線的頂點(diǎn)間接入檢流計(jì)，此支路一般稱作“橋”。第4頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六設(shè)流過電阻的電流分別是則在電橋平衡時(shí)有：

由上式整理可得：

第5頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六的測(cè)量結(jié)果與電橋中橋臂電阻

和

的準(zhǔn)確度有直接聯(lián)系，如果橋臂電阻本身不準(zhǔn)，必將給測(cè)量結(jié)果帶來一定的系統(tǒng)誤差。

保持

的電阻值不變，調(diào)節(jié)

使電橋重新達(dá)到平衡，于是得第6頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六2.電橋靈敏度定義：電橋的靈敏度是指當(dāng)電橋平衡時(shí)，Rx的單位變量所引起檢流計(jì)指針偏離平衡位置的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)格數(shù)第7頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六R0RPRxRKK1K2MDNE1234567LbLa圖2滑線式電橋電路圖第8頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟】1.用滑線式電橋測(cè)電阻，按圖2接好線路。

2.電橋調(diào)平衡：先粗調(diào)，再細(xì)調(diào)?！咀⒁馐马?xiàng)】1.電橋通電時(shí)間不能過長，不測(cè)量時(shí)應(yīng)關(guān)掉電源。2.各接線旋鈕必須擰緊，否則接觸電阻過大，影響測(cè)量的準(zhǔn)確度，甚至無法達(dá)到平衡。3.每次開始重復(fù)測(cè)量時(shí)，都必須將保護(hù)電阻RP放到阻值最大處，以保護(hù)檢流計(jì)。4.在測(cè)定待測(cè)電阻前，應(yīng)先粗略估計(jì)待測(cè)電阻的阻值，選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻R0接近待測(cè)電阻的阻值，以保證平衡點(diǎn)在電阻絲的中部，有利于減小測(cè)量誤差。5.用替代法測(cè)Rx，即電橋平衡后若以電阻箱某值RN替下Rx時(shí)橋仍平衡，則Rx=RN。注意替代時(shí)需斷開電源。第9頁，共10頁，2023年，2月20日，星期六【思考題】1.電橋法測(cè)量電阻的原理是什么？如何判斷電橋平衡？2.用惠斯通電橋測(cè)電阻，比率臂應(yīng)怎樣選取才能保證測(cè)量有較高的準(zhǔn)確度？3.用測(cè)電阻比用4.比較用自組橋和箱式橋的測(cè)量結(jié)