用直流电桥测量电阻温度系数

ln R0
RT
测量时要注意 1．测量时，必须由大到小的调节可变电阻器的4个旋钮。当大阻值旋钮转过一 格，检流计指针从一边越过零点偏向另一边时，说明阻值改变范围太大，应改调 小一档阻值的旋钮。 2．电桥的平衡状态是指检流计没有电流流过，测量时应使电路时通时断的方 式判断，如果电桥真正平衡，那每次通断 G0 时指针都不会动。
0
t ( C)
注意：
1．热敏电阻只能在规定的温度范围内工作，否则会损害元件，导致其性 能不稳定。 2．应尽量避免热敏电阻自身发热，因此在测量时流过它的电流必须很小。
四、实验原理
1．熟悉掌握万用表和 QJ24型单臂电桥的使用方法 2．将钢丝电阻和热敏电阻放入装有冷水的加热保温容器 内，并将它们的两端接在换接开关上。先用万用表分 别估测它在冷水中的阻值，再根据此值，适当选用电 桥的比率，精确测定它们的阻值，同时记下冷水的温 度。 3．将加热器接通电源，当其温度比冷水高6～7 C时，断 开加热器电源，搅拌，温度逐渐下降，如此重复操作， 直到升温间隔 左右， 5 C 记下此时温度数值。拨动 换接开关，分别测出铜丝电阻和热敏电阻的相应阻值 (注意观察温度有无变化)，并记录下来。
思考题
什么叫电桥达到平衡？在实验中如何判断电桥达到平衡？ 如何适当选择比率臂 C ？ 为什么G要用按钮开关，而不是一般开关？ 电源E与检流计G的位置互换，是否会影响电桥的平衡，为 什么？ 在电桥测量中，你认为哪些因素影响测量精度？ 用电桥测量电表的内阻时，应采取什么措施来保护电表？ 如何估计由于温度的不稳而对实验结果的影响？ 如何估算电桥对实验结果的影响？ 试讨论当比值R1 R2 增大时，惠斯登电桥的精确性和灵敏 度？
一、实验背景
在平衡条件下将待测物理量与同种标准物理 量进行比较确定其数值。它可以用来测量电 阻，电容，电感，频率以及温度，湿度，压 力等许多物理量，此外在自动控制技术中也 有着广泛的用途。电桥具有测试灵敏，准确 度高和使用方便等特点。
电桥是一种比较式测量仪器，它通常是
根据用途不同，电桥分为直流电桥和交流电桥两 大类，按测量范围，直流电桥又分为单臂电桥(又称惠斯 登电桥)和双臂电桥(又称开尔文电桥)，惠斯登电桥主要 106范围)的电阻；开尔文电桥 用于精确测量中等大小(即10～ 3 适用于精确测量低值(即 10 ～10范围内)的电阻。下面介绍 用惠斯登电桥测定电阻温度系数。
二、实验目的
1．掌握用惠斯登电桥测量电阻的原理和使 用方法。 2．测定电阻温度系数。
三、实验原理
1、惠斯通电桥（单臂电桥）
B
IX
R1 RX
I1
A
G
I2
I3
R2 D R3 C
R3 和待测 惠斯登电桥它是由电阻 R1 ，R2 ， 电阻 RX 联成一个封闭的四边形ABCDA，四边 形的每一条边称为电桥的一个臂，它的一对角 A和C与电池E相连，另一对角B和D与检流计 G相连．接入检流计的对角线称为“桥”，适 当调节 R1 , R2 和 R3 的阻值，可使B、D两点的
电位相等，此时检流计上无电流通过，指 针不发生偏转，这叫做“电桥平衡”。
此时有：
R1 Rx R3 cR3 R2
2．电阻温度系数
大多数物质的电阻是温度的函数。各种金属导体的电阻(某 些合金除外)随温度升高而增大，在温度变化不太大的范围内．电阻 与温度之间存在着线性关系：
Rt R0 (1 t )
4．重复第3步，每次升温间隔稳定在5 C 左右，分别测出水温和铜丝电 阻，热敏电阻的电阻值，一直升温到 左右，数据不得少于五组。 50 C 记录表格自拟。 5．在直角坐标纸上以 R为纵轴， 为横轴作铜丝电阻的 - Rt t 图， t t 根据图线求出直线斜率 和 K 截距，代式子计算在本实验温度范围 R0 内铜的电阻温度系数 ，并与公认值比较，求其百分误差。 6．用半对数坐标纸以 为纵轴， 为横轴作热敏电阻的 - 图，根 1T ln RT 和截距1 T ，并写出 的表达式。 ln RT 据图线求出直线的斜率
称为电阻温度系数
R ( )
铜
R0
K R0
R
t ( C)
0
t
阻，在温度变化不大的范围内，其电阻随温度升高而
减小，变化规律不是线性的，而是按指数规律减 小．其关系式为：
与金属导体不同，由半导体材料制成的热敏电
RT R0 e
T
R ( )
两边取对数．则有百度文库
ln RT ln R0 T