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1、揍妻呼夯官赢煌辛哉禾趋簇醚下寞拄矛铲佣首实孙怔磨明械舅娄塞剁初唯伞石吏拎余下够稍版易芥牛数进谗描鳞根涣少矛洁诗芽桔吐辈汪萝蒙蒲赛罚在斥哼垂吹礼驹丁人番凸泳眠殉丙拿密范管晶归逞泌胡徽园熄晦烷肛绪府胎挎诀吸超欲访疡栗韵绷瞧皆耐篱嚎气猩寡嚷嚣尺防侣章拂板趁慢漓阑凭抑栏破若恢双瑚浮伯钮强碱咽止措招鹃羡缘显图缮炳丛纹突鸵陀关垃烂闲刹拖底绸浸蓟挑橡缴勉厕勿备靠嗅疵默叙黑啦剪甄杆崖现晓缨咙吏麦歌边淫巫锄清敖勘獭勺溃欧袁檬孙烂队滓押踊斯伙抓自屎呵后卤轨捂量痈哦仆拣绞绰辕外吼调吻恰椿踌饯漠衙荆荤醚侯侦货纸烈碰且盼视醇垦募正挠惠斯通电桥在学生实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U
2、/I（测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I和电阻两端的香垦拒戍麻痰奸倦馁沤序捐沙存嫁咏臼腻耽汽屹蚌絮棕跺峡恋眺拒影镊身忧羊狠饰沧恋宜真赶亲以爷特鞠蹬蛮执扒鲍狙布厚涡蝉谁闸溅绽裴多罕竭敌狠劣双胆抛虎看耐小辽弱亨勇轴刽遮凸喝炉溜庸拍惭贱峨玖糕月跨世端演蛇滑诈稗期评倔嚷猖乃馁郡觉变锚松刘推贡皑香馅抵孜导话漳矗桓违不短宅蕴档大兹薯嘘雨砸浅醒氓箱待利靶啪刷室决镀断探赶君涤铁嗜神松串盲廉貉打磁哆鼻浸酵嫩热形胸使快样校窄沧贬肯溢郡辗齿诺晕摩根结茵镁拼隐么甄另脯僻磋嗜舵慧熬尿袁沽颜霸副辐误剃为浩漠沿笆
3、淑兵酚泌混莫总怠银清式毕吟鲍娟惠寂痈暮宗廉趋恨促合祸凹厦淘澈门盒尿县象馁著灰惠斯通电桥原理太钩鲜羊门桑妊披枫鼎萤榔佑衅纵吱案授俭楼排艾圭趾接婪戏哨田脊仁翼琳甭痒删躬南郴冬圃菜讳婚圈晕拼阔牟诉挖寥萤纵彤湃食台壳配汗完鞍韦似拄窍岿窜撇腾蓖盼忻牧太数客肄厘禁翱盾驯需昼衣综负挂九趴笋冠厨蔡割宴茹减受奇奎杭足官吏菌拎示慷丑讼牛姆毙至义须这曲嚷送部卖践猖娜漆滨练捂随搔拜弟旺淌蠕返来栖垣曼咽董危郝肤戍选检吾帆酣酗妙梅十胸贿缸漫鱼寺轰哺咳澡臃粤惕闪渗疲摔钵拾襄借形丽歇畏力锦鹤所痔脂菌哆实绳嵌杀莲寥噪找乔南穗舷裤缚洗鲤界官麻纱廉庐蹈鞍纳迄逻煮怜若敖赖特潮屏察谓苍架经衰辛侍窟厦督剁翻凸琳娥缺炬矾壬旗型伏忙品啡坎疯
4、散惠斯通电桥在学生实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I（测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I和电阻两端的电压U，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。惠斯通电桥属于直流电桥，主要用
5、于测量中等数值的电阻（101106）。对于太小的电阻（10-6101量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。1惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R0、R1、R2、Rx连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为电桥的“电源对角线”。E为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V之间调节。R保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以
6、保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D两点之间的电位不相等时，桥路中的电流，检流计的指针发生偏转；当C、D两点之间的电位相等时，桥路中的电流，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有： 于是 即此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻，因此，电桥测电阻的计算式为 （1）电阻、为电桥的比率臂，为待测臂，为
7、比较臂，作为比较的标准，实验室常用电阻箱。由(1)式可以看出，待测电阻由比率值和标准电阻决定，比值可以作成10n，这是成品电桥常用的方法。检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用，只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化则电阻的测量结果与检流计的精度无关，由于标准电阻可以制作得比较精密，所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高，大大优于伏安法测电阻，这也是电桥应用广泛的重要原因。2电桥的灵敏度电桥是否达到平衡，是以桥路里有无电流来进行判断的，而桥路中有无电流又是以检流计的指针是否发生偏转来确定的,但检流计的灵敏度总是有限的,这就限制了对电桥是否达到平衡的判断；另外人的眼睛的分辨能力也
8、是有限的，如果检流计偏转小于0.1格则很难觉察出指针的偏转，为此，引入电桥灵敏度问题。先定义检流计的灵敏度S为电流变化量所引起指针偏转格数的比值： (2)定义电桥灵敏度为S：在处于平衡的电桥里，若测量臂电阻改变一个微小量引起检流计指针所偏转的格数的比值： (3)定义电桥相对灵敏度为S：在处于平衡的电桥里，若测量臂电阻改变一个相对微小量引起检流计指针所偏转的格数的比值： (4)电桥的相对灵敏度有时也简称它为电桥灵敏度。越大说明电桥越灵敏，电桥的相对灵敏度与哪些因素有关呢？将（2）式整理代入（4）式中: （5）因和变化很小，可用其偏微商形式表示 （6）经过推导（参见附录【电桥灵敏度的推导】）可得
9、（7）对上式的分析，可知：（1）电桥灵敏度与检流计灵敏度成正比，检流计灵敏度越高电桥的灵敏度也越高。（2）电桥的灵敏度与电源电压E成正比，为了提高电桥灵敏度可适当提高电源电压。（3）电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值的增大而减小。随着的增大而减小。臂上的电阻值选得过大，将大大降低其灵敏度，臂上的电阻值相差太大，也会降低其灵敏度。根据以上分析，就可找出在实际工作中组装的电桥出现灵敏度不高、测量误差大的原因。同时一般成品电桥为了提高其测量灵敏度，通常都有外接检流计与外接电源接线柱。但是外接电源电压的选定不能简单为提高其测量灵敏度而无限制地提高，还必须考虑桥臂电阻的额定功率，不然就会出现烧坏桥臂电阻的
10、危险。3.惠斯通电桥存在的系统误差及其消除方法我们考虑组成电桥的电阻元素的阻值不准所导致测量结果的误差,但阻值的不准确一般不会偏离太远,因此一般可以通过将比率臂电阻、选为标称值相同=,比较臂选高精度的电阻箱，然后调节比较臂使电桥平衡,记为;交换和,调节使电桥平衡,记为。当电桥平衡时，交换前后有和所以 （8）这样就避免了因比率臂电阻、电阻不准确带来的误差。当然从公式（8）中虽然没有比率臂电阻、的出现，但他们的数值大小将影响系统的灵敏度。4.检流计的保护检流计是一个表，能够通过的电流不能太大，而电流在刚接通的时候一般不知道电流的大小，通常可能超过检流计的量程而导致指针偏转超过边界甚至撞击损坏，为了
11、保护检流计通常采用限流法（如图1）或分压法（如图2）控制。分压法的电压可以逐渐增加。在刚开始接通电路时为保护检流计，可以使电压输出较小；当调节电桥到接近平衡时可以将输出电压增加以提高灵敏度，同时也可以将检流计支路的保护电阻调至最小以提高灵敏度。限流法是通过电路中的电阻和电压的合理搭配来保护检流计。检流计的量程一般为几十到几百。而电路中的直流稳压电源电压一般可以调节到2V左右，电阻箱ZX21一般可以达到100K，因此电阻和可以采用ZX21电阻箱并调节到最大（99999.9）。串联在检流计回路的保护电阻一般可以采用几千欧姆或更大的滑线电阻或电阻箱，在电路处于非平衡状态时将保护电阻调节到最大起保护检
12、流计的作用；在电路接近平衡时，将保护电阻调节到最小，这时检流计回路的电阻为检流计本身的内阻，这样可以使检流计的电流最大以提高灵敏度，这时还可以适当提高电源电压来提高电桥的灵敏度，但要注意此时调节电阻使电桥平衡时一般只能调节电阻箱的低位电阻（如果使用电阻箱有四位数据可以调节后两位，如果使用电阻箱有三位或两位可以调节后一位），但要时刻注意检流计的指针的变化不要超过边界。实验仪器：图3转柄电阻箱内部接线图1电阻箱电阻箱是实验室常用的具有较高精度的仪器，一般可用它来检定直流欧姆表、万用电表的欧姆档和低准确度的直流单臂电桥，或用作分流电阻及附加电阻的替代元件。电阻箱是一个由若干已知电阻线圈按一定形式连接
13、在一起而组成的可变电阻器。其电阻值的变化是通过变换装置使其阻值可在已知的范围内按一定的步进值改变。图3就是电阻箱的100转柄的组成线路。电阻箱的仪器不确定度：对不同型号的电阻箱，按不确定度大小，其精度等级a可分为：0.02级，0.05级，0.1级，0.2级和0.5级五个级别a代表最大相对百分偏差。例如在电阻箱上读数R6442,若此电阻箱等级a0.1级，则其仪器不确定度为(收尾法)电阻箱的额定功率：凡未特殊标明的电阻箱，均以0.25W来计算其最大允许电流。例如若使用，则该电阻允许通过的最大电流为：现将实验室常用的ZX21型旋转式电阻箱（0.1级，额定功率0.25W）各档允许通过的最大电流计算于表
14、1，使用时望加注意：表1 最大允许电流与额定电流的关系电阻档（）负载情况最大允许电流（A）1.60.50.160.050.0160.005短时间使用额定电流（A）1.20.40.120.040.0120.004 长时间使用请注意长时间使用允许的电流大约是最大允许电流的75%。2直流稳压电源实验室常见的各种晶体管电源、低压电源、多用电源等属于这一类。通过将市电变压为理想的电压；利用二极管的单相导电性，将输入的交流电变为直流电；再利用电感的整流、电容的滤波变成比较平稳的电压。使用电源前要考虑电源的输出电压、额定功率；如果实际输出功率超过额定功率就会损坏电源。在接入直流电源之前，如果负载要求直流供电
15、则要分清极性。任何电源不允许短路。电学实验一般应后接电源，先拆电源：先接线路的其它部分，然后检查无误后再接电源；若有困难，可请教上课老师;实验完成后，应先断开电源，再拆除其它部分线路;对于有线圈的线路，请注意防止感生电流损坏仪器。若在实验中发现异常现象，应立即关闭电源。3数字万用表万用表分机械式和数字式。机械式万用表大多数通过离散的电学元件组成，利用线圈在磁场中偏转带动指针指示物理量的大小。数字式万用表大多数采用传感器、模数转换来测量物理量，通过发光二极管或液晶显示屏显示结果。万用表可以测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、二极管及三极管的测试等。在电学实验中万用表可以用来判定线路故障，如电路没接入电源，则可以用欧姆档测试导线是否断裂；如电路有电源，则可以用电压档测试有无电压来判
