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1、3.1 用单双臂电桥测电阻用单双臂电桥测电阻【预习重点】【预习重点】1.电桥的平衡条件和灵敏度。电桥的平衡条件和灵敏度。2.电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。3.箱式电桥的使用方法。箱式电桥的使用方法。用单双臂电桥测电阻课件【实验目的】【实验目的】1.学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。2.分析并观察电桥线路可能出现的故障。分析并观察电桥线路可能出现的故障。3.用箱式电桥测电阻。用箱式电桥测电阻。【实验原理】【实验原理】1、单臂电桥、单臂电桥用单双臂电桥测电阻课件1、电桥的结构和平衡条件、
2、电桥的结构和平衡条件 单臂电桥的原理电路如图,单臂电桥的原理电路如图,电阻电阻Rx、R、R1和和R2连成一个连成一个四边形,每一边称为电桥的四边形,每一边称为电桥的一个桥臂。以四边形对角顶一个桥臂。以四边形对角顶点点A、B作为输入端,与电源作为输入端,与电源E相连;另两顶点相连;另两顶点C、D作为作为输出端,与检流计相连。检输出端,与检流计相连。检流计用来比较两输出端的电流计用来比较两输出端的电位,检验有无电流输出。支位,检验有无电流输出。支路路A-E-B和和C-G-D称电桥的两称电桥的两个桥路。个桥路。用单双臂电桥测电阻课件电桥的平衡条件:设电桥的平衡条件:设Rx是待测电阻,其他三个是是待测
3、电阻,其他三个是已知电阻,且可调其阻值。只调已知电阻,且可调其阻值。只调R,或调,或调R1和和R2的的比值,就可使比值,就可使C、D两点电位相等,电桥无输出,两点电位相等,电桥无输出,通过通过检流计的电流通过通过检流计的电流I为零(指针不偏转),这为零(指针不偏转),这种状态称为电桥平衡。种状态称为电桥平衡。 通过通过R1和和R2的电流相同,设为的电流相同,设为I1,通过,通过R和和Rx的的电流也相同,设为电流也相同,设为I2,四个桥臂上的电压有如下,四个桥臂上的电压有如下关系:关系:即:即:用单双臂电桥测电阻课件由平衡条件得待测电阻:由平衡条件得待测电阻: 式中式中R1和和R2称为比例臂,称
4、为比例臂,R称为比较臂。称为比较臂。 2电桥的灵敏度电桥的灵敏度电桥平衡后,若改变任一桥臂电阻,必然会破坏电桥平衡后,若改变任一桥臂电阻,必然会破坏平衡,使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后,平衡,使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后,将某一桥臂将某一桥臂R改变一小量改变一小量R,引起检流计偏转为,引起检流计偏转为n,则定义电桥灵敏度为,则定义电桥灵敏度为 用单双臂电桥测电阻课件 3系统误差的消除系统误差的消除(1)误差分析。)误差分析。考虑电桥灵敏度对测量结果的影响,可得出不确定考虑电桥灵敏度对测量结果的影响,可得出不确定度的传播律为度的传播律为 式中第式中第4项项 用单双臂电桥测电阻课件本实验
5、比例臂使用本实验比例臂使用0.1级电阻箱,比较臂使用级电阻箱,比较臂使用0.02级级电阻箱,按级数规定的相对引用误差分别为电阻箱,按级数规定的相对引用误差分别为N为电阻箱的转盘数,为电阻箱的转盘数,R为电阻箱使用时的取值。为电阻箱使用时的取值。 R为一次测量,按均匀分布,因此式中的第为一次测量,按均匀分布,因此式中的第3项可项可取取用单双臂电桥测电阻课件(2)测量的最佳条件。)测量的最佳条件。二、箱式电桥二、箱式电桥本电桥为单臂双臂本电桥为单臂双臂两用电桥,两用电桥, 通过开通过开关转换,可以方便关转换,可以方便地用单臂电桥方式地用单臂电桥方式测量测量1105的电的电阻;用双臂电桥方阻;用双臂
6、电桥方式测量式测量1010-4的电阻。的电阻。 用单双臂电桥测电阻课件【实验仪器】【实验仪器】1、单双两用电桥、单双两用电桥用单双臂电桥测电阻课件二、电阻箱二、电阻箱用单双臂电桥测电阻课件三、检流计三、检流计1 输入端输入端 2 电流量程选择电流量程选择钮钮 3接地端接地端 4 调零钮调零钮 5 刻度刻度 6 指针指针 用单双臂电桥测电阻课件四、电源、滑线变阻器、开关、导线、待测金属膜四、电源、滑线变阻器、开关、导线、待测金属膜电阻电阻【实验内容】【实验内容】一一 、用单臂电桥测未知电阻、用单臂电桥测未知电阻1由由3个电阻箱与个电阻箱与1个待测电阻个待测电阻按图接线组成单臂电桥,把按图接线组成
7、单臂电桥,把1# 待测电阻待测电阻Rx接到桥臂的左端,接到桥臂的左端,打开开关,把保护电阻滑线变打开开关,把保护电阻滑线变阻器阻器Rs取为最大。取为最大。 用单双臂电桥测电阻课件2取比例臂电阻取比例臂电阻R1/R2=1,要求,要求R1100,然后合上开,然后合上开关,调节关,调节R的阻值使检流计指示为零,由于保护电阻的阻值使检流计指示为零,由于保护电阻Rs为最大,此时电桥的灵敏度较低,电桥可能并未实现平为最大,此时电桥的灵敏度较低,电桥可能并未实现平衡,需要减小保护电阻衡,需要减小保护电阻Rs以提高电桥的灵敏度,再看检以提高电桥的灵敏度,再看检流计是否指示为零,不是则需要调节流计是否指示为零,
8、不是则需要调节R使检流计指示为使检流计指示为零。最后要把保护电阻零。最后要把保护电阻Rs取为零(即电桥灵敏度最高),取为零(即电桥灵敏度最高),再调节再调节R的阻值使检流计指示为零,如果单调节的阻值使检流计指示为零,如果单调节R不能使不能使检流计恰好指零,则需要调节检流计恰好指零,则需要调节R1或或R2使检流计指示为零。使检流计指示为零。在此条件下测电桥的灵敏度,给在此条件下测电桥的灵敏度,给R一个较小的改变量一个较小的改变量R,由于电桥失去平衡,检流指示不为零,记录指针的最,由于电桥失去平衡,检流指示不为零,记录指针的最大偏转格数。大偏转格数。3为了提高测量的准确度,把待测电阻为了提高测量的
9、准确度,把待测电阻Rx换接到桥臂换接到桥臂的右端,再按照步骤的右端,再按照步骤2测量测量1次。次。 用单双臂电桥测电阻课件二、二、 用箱式电桥测未知电阻用箱式电桥测未知电阻1用单臂电桥测电阻用单臂电桥测电阻2# 电源线连到市电上,打开后板上开关,预热电源线连到市电上,打开后板上开关,预热10分钟分钟后,灵敏度调至最小,调零使表头指针指零。后,灵敏度调至最小,调零使表头指针指零。S开关开关打向打向“单单”位置,用导线将被测电阻连接到位置,用导线将被测电阻连接到“Rx”两两个接线端子上,按表推荐的方案,根据个接线端子上,按表推荐的方案,根据Rx估计值,选估计值,选择适宜的择适宜的M值(被率值),尽
10、可能使值(被率值),尽可能使R的的*100盘有一盘有一个字。将个字。将“内接、外接内接、外接”开关打向开关打向“内接内接”,按下,按下G开关和开关和B开关。从高到低,调节开关。从高到低,调节R各盘值,使表头指各盘值,使表头指针归零或接近零,使电桥平衡或接近平衡。将灵敏度针归零或接近零,使电桥平衡或接近平衡。将灵敏度逐渐调至最大,电桥平衡后,测试完毕,抬起逐渐调至最大,电桥平衡后,测试完毕,抬起B开关,开关,G开关,按下式计算被测电阻值:开关,按下式计算被测电阻值:Rx=MR用单双臂电桥测电阻课件2用双臂电桥测电阻用双臂电桥测电阻3# 10以下电阻测定应用双桥法测量。以下电阻测定应用双桥法测量。
11、 被测电阻按四端方式(见图)连接到仪器的被测电阻按四端方式(见图)连接到仪器的C、P、P、C端子上,估计被测电阻值,按表推荐方案,选择好端子上,估计被测电阻值,按表推荐方案,选择好Rs(双桥方式下内附的标准电阻)及(双桥方式下内附的标准电阻)及M(仅有、供选择),(仅有、供选择),当开关当开关M置于档,则置于档,则M=100。按下。按下G开关,再按下开关,再按下B开开关,快速调整关,快速调整R各值使电桥平衡。如果一次调整不完,各值使电桥平衡。如果一次调整不完,可以抬起可以抬起B开关,过开关,过1-2秒再按下秒再按下B开关,继续前面的平开关,继续前面的平衡操作。电桥平衡后,按下式计算被测电阻:衡操作。电桥平衡后,按下式计算被测电阻:Rx=Rs用单双臂电桥测电阻课件