（科大奧銳模擬平臺）（自組式直流電橋測電阻）惠斯登電橋?qū)嶒瀸嶒瀳蟾妫▽嶒灊M分，含有實驗數(shù)據(jù)圖）.doc

《（科大奧銳模擬平臺）（自組式直流電橋測電阻）惠斯登電橋?qū)嶒瀸嶒瀳蟾妫▽嶒灊M分，含有實驗數(shù)據(jù)圖）.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

學(xué)生姓名休向凡學(xué)號xxx成績系（院）別電氣與機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)電氣及其自動化班級XXX課程名稱大學(xué)物理實驗日期2020年4月5日組別合作者實驗室物理仿真實驗平臺實驗臺號指導(dǎo)教師XXX實驗名稱＿＿＿惠斯通電橋＿＿＿＿＿＿【實驗?zāi)康摹?.掌握電橋測電阻的原理和方法。2.了解減小測電阻誤差的一般方法。3.學(xué)會用檢流計的指針波動來判斷電橋電阻是否平衡?！緝x器設(shè)備】本實驗用到的實驗儀器有：電壓源、滑線變阻器（2-12- 個）、四線電阻箱（3個）、檢流計、待測電阻、電源開關(guān)，實驗場景如下圖組所示：（以上均在虛擬平臺上的實驗）【實驗原理】電阻按其阻值可分為高、中、低三大類，R≤1Ω的電阻為低值電阻，R>1MΩ的稱高值電阻，介于兩者之間的電阻是中值電阻，通常用惠斯通電橋測中值電阻。1、惠斯通電橋的工作原理-12- 惠斯通電橋原理，如圖6.1.2-1所示。圖6.1.2-12、電橋的靈敏度電橋是否平衡，是由檢流計有無偏轉(zhuǎn)來判斷的，而檢流計的靈敏度總是有限的，假設(shè)電橋在R1/R2=1時調(diào)到平衡，則有Rx=R0，這時若把R0改變一個微小量△R0，則電橋失去平衡，從而有電流IG流過檢流計。如果IG小到檢流計覺察不出來，那么人們會認(rèn)為電橋是平衡的，因而得到Rx=R0+△R0，△R0就是由于檢流計靈敏度不夠高而帶來的測量誤差△Rx。引入電橋的靈敏度，定義為：S=△n/(△Rx/Rx)式中的△Rx是在電橋平衡后Rx的微小改變量（實際上若是待測電阻Rx不能改變時，可通過改變標(biāo)準(zhǔn)電阻R0的微小變化△R0來測電橋靈敏度），△n是由于△Rx引起電橋偏離平衡時檢流計的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，△n-12- 越大，說明電橋靈敏度越高，帶來的測量誤差就越小。S的表達(dá)式可變換為：S=△n/(△R0/R0)=?△n/△IG（△IG/(△R0/R0)）=S1*S2其中S1是檢流計自身的靈敏度，S2=△IG/(△R0/R0)由線路結(jié)構(gòu)決定，故稱電橋線路靈敏度，理論上可以證明S2與電源電壓、檢流計的內(nèi)阻及橋臂電阻等有關(guān)。3、交換法（互易法）減小和修正自搭電橋的系統(tǒng)誤差自搭一個電橋，不考慮靈敏度，則R1、R2、R0引起的誤差為△Rx/Rx=△R1/R1+△R2/R2+△R0/R0。為減小誤差，把圖6.1.2-1電橋平衡中的R1、R2互換，調(diào)節(jié)R0，使IG=0，此時的R0記為R0’,則有：Rx=R2/R1?R0’這樣就消除了R1、R2造成的誤差。這種方法稱為交換法，由此方法測量Rx的誤差為△Rx/Rx=1/2(△R0/R0+△R0’/R0’)即僅與電阻箱R0的儀器誤差有關(guān)。若R0選用具有一定精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，則系統(tǒng)誤差可以大大減小。?-12- 【實驗過程】1、標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn選擇開關(guān)選擇“單橋”檔；2、工作方式開關(guān)選擇“單橋”檔；3、電源選擇開關(guān)選在有效量程里；4、G開關(guān)選擇“G內(nèi)接”；5、根據(jù)Rx的估計值，選好量成倍率，設(shè)置好R1、R2值和R3值，將位值電阻Rx接入Rx接線端子（注意Rx端于上方短接片應(yīng)接好）；6.按直流電橋?qū)嶒灥膶嶒炿娐穲D，正確連線。7、線路連接好以后，檢流計調(diào)零。8、調(diào)節(jié)R3各盤電阻，平衡后，可以選擇20mV或2mV擋，細(xì)調(diào)R3，使電橋平衡；9、測量并計算出待測電阻值Rx，微調(diào)電路中的電阻箱，測量并根據(jù)電橋靈敏度公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△R0/R0)計算出直流電橋的電橋靈敏度。10、打開儀器電源開關(guān)、面板指示燈亮；11、按下式計算被測電阻值：Rx=(R2/R1)R3；12、記錄數(shù)據(jù)，并計算出待測電阻值。?-12- 【原始記錄】-12- -12- -12- 【數(shù)據(jù)處理】在測定Rx之后，保持比例臂R1、R2不變，將比較臂Rs與測量臂Rx的位置對換，再調(diào)節(jié)Rs使電橋平衡，此時Rs變?yōu)镽s，則有：Rx=根號下RsRs。靈敏度等詳細(xì)數(shù)據(jù)在原始記錄里面。-12- 【結(jié)果分析】1.檢流計靈敏度可導(dǎo)致偶然誤差增大。2.導(dǎo)線電阻可使測量值偏大或偏小,跟電路中電阻分布有關(guān),屬系統(tǒng)誤差。3.待測電阻兩端接觸電阻均可造成測量結(jié)果偏大。4.實驗中周圍的電子設(shè)備干擾。5.電阻隨溫度變化有所改變。6.選擇的R1和R2過小造成系統(tǒng)誤差，增大靈敏度。-12- 【問題討論】問：若電橋平衡后改變電源與檢流計的位置，電橋是否仍然平衡？答:仍然平衡，電源與檢流計易位，導(dǎo)致電路連接方式（更科學(xué)的說法是：電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）變化了。開始R1//R2和R3//R4(//表示并聯(lián)),換位置后就是R1//R3和R2//R4了。-12- -12-