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《惠斯登電橋測(cè)中值電阻.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、實(shí)驗(yàn)十一惠斯登電橋測(cè)中值電阻電阻是最基本的電學(xué)元件，電阻的測(cè)量是電學(xué)的最基本測(cè)量。測(cè)量電阻的主要方法有萬(wàn)用電表法、伏安法和電橋法。用萬(wàn)用表測(cè)簡(jiǎn)單易行，但精度不高；用伏安法測(cè)，當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻或者遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，分別采用內(nèi)、外接法可得較準(zhǔn)確的測(cè)量值。否則，還可采用補(bǔ)償電壓法來(lái)減少伏安法的系統(tǒng)誤差。電橋法實(shí)質(zhì)上是把被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻比較，來(lái)確定被測(cè)電阻值。由于電阻的制造可以達(dá)到很高的精度，所以電橋法可獲得很高的測(cè)量精度。本實(shí)驗(yàn)介紹電橋法，電橋分為直流和交流兩大類。直流電橋又分為單臂和雙臂。本實(shí)驗(yàn)介紹的惠斯登
2、電橋即為直流單臂電橋，用于測(cè)中值電阻（10～106Ω）。雙臂電橋又稱為開爾文電橋，適用于測(cè)低值電阻（10-6～10Ω）。盡管各電橋測(cè)量的對(duì)象不同，構(gòu)造各異，但基本原理和思想方法大致相同，因此掌握惠斯登電橋的原理和方法也可為分析其它電橋的原理和使用方法奠定基礎(chǔ)?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．掌握用惠斯登電橋測(cè)中值電阻的原理和方法。2．學(xué)習(xí)用交換法減少測(cè)量的系統(tǒng)誤差。3．了解電橋靈敏度的概念?！緦?shí)驗(yàn)原理】圖11-11．惠斯登電橋測(cè)量原理如圖11-1所示，待測(cè)電阻RX和R1、R2、RS構(gòu)成一個(gè)四邊形，稱為電橋四臂。在對(duì)角線AB之間接電源
3、E,對(duì)角線CD之間接檢流計(jì)G，稱CD為橋。一般情況下橋路上有電流通過(guò)，檢流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn)，改變RS的大小可使C、D兩點(diǎn)的電位相等，此時(shí)IG=0，稱電橋平衡。則有：IAC=ICB=I1IAD=IDB=I2由歐姆定律知：UAC=I1R1=UAD=I2R2UCB=I1RX=UDB=I2RS上式為電橋的平衡條件，通常取R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，稱為比率臂。稱為橋臂比。為可調(diào)精密電阻，稱為比較臂。改變使電橋達(dá)到平衡（檢流計(jì)中無(wú)電流通過(guò)）便可測(cè)出RX之值。2．用交換法減少電橋的系統(tǒng)誤差如果檢流計(jì)的靈敏度足夠高，上述方法測(cè)RX的主要誤差
4、來(lái)源于R1、R2及RS這三個(gè)電阻箱的誤差。如果我們交換比率臂R1、R2的位置，重測(cè)RX則得：于是我們可得：這樣就消除了，兩個(gè)電阻箱的誤差對(duì)的影響，從而只剩下的誤差對(duì)的影響，而可選用精度較高的電阻箱，從而提高了的測(cè)量精度，同學(xué)們可以從兩種情況下的不確定度計(jì)算式加以說(shuō)明。3．電橋的靈敏度電橋平衡后，將改變，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格，如果一個(gè)很小的能引起檢流計(jì)指針較大的偏轉(zhuǎn)，電橋的靈敏度就高，即電橋的平衡就能夠判斷得更精確，測(cè)量結(jié)果就更精確，所以電橋的靈敏度定義為：式中為檢流計(jì)的靈敏度。在電橋偏離平衡時(shí)，應(yīng)用基爾霍夫定律，可以推斷
5、出電橋的靈敏度為：式中為檢流計(jì)的內(nèi)阻，E為電源電壓，由上式可知，適當(dāng)提高E，選擇高靈敏度（Sg）、低內(nèi)阻(Rg)的檢流計(jì)，適當(dāng)減少橋臂電阻的值，同時(shí)盡量把橋臂配置成相等的均勻狀態(tài)，使的值最小，對(duì)提高電橋靈敏度都有一定作用?！緦?shí)驗(yàn)儀器】QJ23型直流電橋，AC5型直流指針式檢流計(jì)，電阻箱，滑線變阻器，3V直流穩(wěn)壓電源（附開關(guān)），待測(cè)電阻Rx1、Rx2、Rx3。自搭電橋原理清晰明了，但不便攜帶。為了便于攜帶把電橋所用的電阻箱、檢流計(jì)、電池、電鍵及電阻封裝于一個(gè)箱子里，就構(gòu)了一個(gè)箱式電橋。QJ23型直流電橋是物理實(shí)驗(yàn)室常用
6、的一種電橋，其原理線路圖見圖11-2，面板圖見圖11-3。右上四個(gè)轉(zhuǎn)盤為比較臂的四個(gè)旋鈕，右下RX為待測(cè)電阻接入旋鈕，中下B為電源開關(guān)，G為檢流計(jì)開關(guān)，按下右旋為鎖住狀態(tài)，左上為倍率旋鈕，分別表示的七個(gè)比率，左下為檢流計(jì)，左上B為電源外接接線柱，內(nèi)接時(shí)用一鋼片短接，左下三個(gè)接線柱為檢流計(jì)的內(nèi)、外接線柱，用箱內(nèi)檢流計(jì)時(shí)與外短接，電橋用完后B、G按鈕一定要斷開，以免耗電。圖11-2QJ23型直流電橋原理線路圖11-3QJ23型直流電橋面板圖【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】A．用自搭直流單臂電橋測(cè)Rx11．Rx1的測(cè)量按圖11-4連接好自搭直
7、流單臂電橋連線，圖中R1、R2為電阻箱，RS為精密電阻箱，Rx為待測(cè)電阻，Rh為滑線變阻器,G為檢流計(jì)，E為電源。測(cè)量時(shí)先將Rh置于最大位置，即滑動(dòng)觸頭置于最左端，選用大電阻，如橋臂比，則選=1000Ω，=2000Ω，電源E先選小值（2V），其目的是保護(hù)檢流計(jì)。由Rx的估計(jì)值算出RS，并調(diào)到位。將檢流計(jì)鎖緊裝置打開，指針調(diào)零，合上K，調(diào)節(jié)RS使電橋接近平衡態(tài)；降低Rh的值，重復(fù)上面步驟，直至Rh為零，再增大E（4V），最后細(xì)調(diào)RS使電橋平衡（即檢流計(jì)指針指零），則得：圖11-4自搭直流單臂電橋連線圖并求出不確定度（）
8、。2．換測(cè)法減少系統(tǒng)誤差，提高測(cè)量精度將和位置互換（或者R1、R2互換），重測(cè)，則，并求出不確定度（）。3．橋臂比對(duì)有效數(shù)字的影響用不同的橋臂比測(cè)量，并分析結(jié)果的有效數(shù)字與橋臂比選取的關(guān)系。（選做）4．測(cè)定電橋靈敏度。（選做）B．用箱式電橋測(cè)電阻、1．將待測(cè)電阻接到“”接線柱上，由待測(cè)電阻的估計(jì)值，且盡可能為四位有效數(shù)字，確定倍率K，再打開檢流
