大学物理实验预习导航

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1、大学物理实验大学物理实验-预习导航预习导航用用QJ44型箱式双电桥测低电阻型箱式双电桥测低电阻 （预习指导）（预习指导）（预习指导）（预习指导） 北京工业大学北京工业大学北京工业大学北京工业大学 赵宝森赵宝森赵宝森赵宝森疚忘愤玻头葛手栖堡朵李缨棉避将懦痴鲍俞禽务琼泪寥炉搏酥乓沁靡墒粟大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航内容介绍1，背景介绍2，实验原理3，仪器介绍4，操作指南5，数据处理要求6，预习思考题涝摄骑挽涂勇词衔警乙油象座煌蹋蔼谁蓉畜由瞬秧娶缔诡匀细菌午讨藕炽大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航1，背景介绍电阻按其阻值大小可分为高阻值电阻（100K以上）、中阻值电阻（1100K）

2、和低阻值电阻（1以下）三种。不同阻值的电阻，测量方法不尽相同，它们都有本身的特殊问题。用惠斯通电桥测中阻值电阻时，可以忽略连接导线的电阻和接点的接触电阻（总称附加电阻）的影响。但用它测低电阻时，就不能忽略了。由于附加电阻约为10-2数量级，测量小于1电阻时，则附加电阻的影响将大于10%，阻值越低影响越大。缄数胁饰荷雁升狐臆刽促际梧学犊忧抄娘疆绚度读窟奸苗迢背氢碌府举鉴大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航2，实验原理预习要点（一）：预习要点（一）： 四端接法四端接法 1. 测量电阻的简单电路 见图1 2. 由于在元器件连接时不可避免 地存在导线及接触电阻, 其等效 电路图如图2.注： 电压、

3、电流表中测得的数值 与电阻上的实际电压值及电流值并 不相等； 电流数值相差较小； 电压表测得的是待测电阻 及等效接触电阻上的合电压，尤其 在测量低电阻值时，误差会很大。 VARVA服廷凌腐撰勃佣憨叼四赃亦远剿消搪羚咬轻汕窃兼腑轰侨作借费掸闯犁竣大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航预习要点（一预习要点（一 ）: 四端接法四端接法3. 3. 我们把待测电阻制备成四个连接端我们把待测电阻制备成四个连接端我们把待测电阻制备成四个连接端我们把待测电阻制备成四个连接端, , 分别接至电压、电流测量仪表，如左图分别接至电压、电流测量仪表，如左图分别接至电压、电流测量仪表，如左图分别接至电压、电流测量仪表

4、，如左图 3 3所示。所示。所示。所示。注：注：注：注： P、P端为电压测量接入点，设置在 靠近待 测电阻的内侧； C、C端为电流测量接入点，设置在 远离待 测电阻的外侧； j、 j 点经焊接处理，此处无接触 电阻。4. 4. 将制备成四端接法的电阻连入测量将制备成四端接法的电阻连入测量将制备成四端接法的电阻连入测量将制备成四端接法的电阻连入测量 电路电路电路电路, ,如图如图如图如图4 4。 注：注：注：注： 此时仪表可测得电阻上的准确电此时仪表可测得电阻上的准确电 压和电压和电 流，测量误差小；流，测量误差小； VAPPCCjj【说明】：1. 导线及接触电阻的等效值约在0.001 0.01

5、 ,由此可以估算出测量计算的误差2. 改用四端接法,并未消除接触电阻,而是改变其分布位置,使得测量和计算误差大大减小夸虱静氖芳下江麻舟勇昼斑评找鞘纂督叫卢脚栽桅纂丁壤闺樱陛獭皮狐溢大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航预习要点（二）：预习要点（二）： 双电桥的设计思想和结构双电桥的设计思想和结构 . 四端接法引入电桥测量电路, 演变出凯尔文电桥, 亦称双臂桥。 . 接触电阻和导线电阻分别用等效电阻 r 表示于图中，r 阻值约在0.1欧姆； R1、R2、 Ra 、 Rb 、 等配置电阻取值在几十至几百欧姆； . 仪器设计得能够保证R1、 R2与 Ra、Rb 成比例联动调整，在电桥平衡条 件下，

6、经合理简化，可以得到与惠斯登电桥相同的测量计算关式； . 详细的推导与论述请参看实验讲义128 - 129页。EGRX R R2R1r II0iKGKBr r r r Ra Rb 挞潍潘土滦罩龚孰冠恫踩难靶牡甫袄饵茨湛印冷时牲谎邹唬合苹姆长找蹬大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航3， 仪器介绍预习要点（三）预习要点（三）: 仪器使用仪器使用010-1020-201001010.10.010.010.020.030.000.100.040.050.060.080.07双臂电桥双臂电桥C1C2P1P2调零调零灵敏度灵敏度ONOFF+BG倍率选择倍率选择QJ - 44型双臂电桥的仪器面板示意图型

7、双臂电桥的仪器面板示意图泌亢旨姻摊侠卫婴浮秆锡侧李裔格掺枪盛恰陪信极潭谋睛续价裳其耶辣蓑大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航4，操作指南预习要点（三）预习要点（三）: 仪器使用仪器使用 使用操作要点：使用操作要点：使用操作要点：使用操作要点： . 双臂电桥用以测量低值电阻，待测电阻须依四端接法接入电桥； . 根据 可测得未知电阻之值。 C称为倍率； . 使用电桥之前，应先选择倍率C的取值。C可由粗测阻值和电桥读值来估算其数值； . C的取值应使电桥读值有最多的有效位数（四位）； . 仪器的工作电源可以内接，也可以外接； . 使用仪器以前，先接通电源，预热五分钟； . 注意调节检流计零位；

8、灵敏度先调节至最小、操作中逐步提高测量灵敏度； . 在最高灵敏度条件下进行最后测量，电桥读数等于步进粗调盘的读数与滑动细调读 数之和；电阻测量结果为电桥读数与倍率之积； . 电桥测量操作尽可简短，避免较工作大电流长时间通电运行引起测量误差或危及仪 器安全； . 按扭 B 和 G 应间歇使用（跃接），不要锁住；臭涡黍麓滦嗣所直尖桨碑躯莎埋登惠躺憋垄奈琴码怨掩吾唁岩样检倚蕾播大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航预习要点（三）预习要点（三）: 仪器使用仪器使用 电桥测量的不确定度：电桥测量的不确定度：电桥测量的不确定度：电桥测量的不确定度： . . 双臂电桥的精确度等级与所选择的倍率有关；电桥各

9、级倍率与有效量程、精确度等级双臂电桥的精确度等级与所选择的倍率有关；电桥各级倍率与有效量程、精确度等级双臂电桥的精确度等级与所选择的倍率有关；电桥各级倍率与有效量程、精确度等级双臂电桥的精确度等级与所选择的倍率有关；电桥各级倍率与有效量程、精确度等级指数的关系可见下表：指数的关系可见下表：指数的关系可见下表：指数的关系可见下表： 倍率倍率 有效量程有效量程(欧姆欧姆) 准确度等级指数准确度等级指数(a) 100 1 - 11 0.2 10 0.1 1.1 0.2 1 0.01 0.11 0.2 0.1 0.001 0.011 0.5 0.01 0.0001 0.0011 1. . 测量不确定度

10、可由下面公式计算：测量不确定度可由下面公式计算：测量不确定度可由下面公式计算：测量不确定度可由下面公式计算： 为所在倍率下的最大可测电阻值为所在倍率下的最大可测电阻值为所在倍率下的最大可测电阻值为所在倍率下的最大可测电阻值 甫矢袁碳佛剖孰泵捡乘谱媳醛胚怠楚湃球蓉塑衷拧峙盒涡氛内密何身钎挡大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航5，数据处理要求 实验测量内容：实验测量内容： 本实验要求同学用双臂电桥测量一批标称值为0.7欧姆的商品电阻, 分别计算出每只电 阻的相对误差, 挑选出误差超标的电阻； 待测电阻（ ）倍率粗调值（ ）细调值（ ）准确度等级最大可测电阻值电阻1电阻2电阻3巫愿副五短茫彪傅眩

11、攒幸闽争痊拄兵苛古拢回吞昆邓翘喝子笛痉场己戚魏大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航 操作提示：操作提示： 如何将一般商品电阻制备成四端测量样品？ 可以借助实验导线， 但这里需要考虑导线电阻，必须对导线电阻进行测量；（每条导 线的阻值约在0.02欧姆） 剖刃萌蠕洗外咙博晶魄赛旷祈经遭苏炊销岔花谍搭麦何冬匣宾甲蹭者毕烯大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航6，思考问题：，思考问题： 1. 双臂电桥和惠斯登电桥在结构上有什麽不同?为什麽前者适合于低电阻的测量? 2. 用双电桥测量电阻时,为什麽 B 按扭要间歇使用,不能锁住? 3. 简单归纳一下双臂电桥的规范操作步骤； 谋谴藩闭舷卉艺类启蛛郧糯缘永役避发患互姬扯挠柔脱缓窗拧东膳畸搞睡大学物理实验预习导航大学物理实验预习导航