直流电桥与电阻测量
大学物理课件49直流电桥测电阻
工程应用:直 流电桥在工程 中也有广泛应 用,例如在电 力系统中用于 测量和保护电
路。
电子测量领域:用 于测量电阻、电容、 电感等电子元件的 参数
通信工程领域:用 于实现信号的传输、 处理和调制
电力工程领域:用 于高压、大电流电 路的测量和控制
汽车工程领域:用 于汽车电子控制系 统和发动机的参数 测量和故障诊断
定义:双臂电桥是一种测量电阻的装置,由电源、比较臂、被测电阻和标准电阻组成 工作原理:通过比较臂和被测电阻之间的电压差来测量电阻 特点:精度高、稳定性好、测量范围广 应用:在物理学、电子学等领域有着广泛的应用
定义:高精度电 桥是指测量电阻 值精确度较高的 电桥,通常采用 精密电阻和先进 的测量技术。
直流电桥的组成:由电源、电阻、开关和测量仪表等组成 直流电桥的工作原理:通过调整电源电压和电阻值,使电桥平衡,从而测 量出电阻值 直流电桥的优点:测量精度高、稳定性好、操作简便等
直流电桥的应用:在物理学、化学、工程学等领域都有广泛的应用
直流电桥测电阻的基本原理 直流电桥的平衡条件 测量误差的分析 实验注意事项
准备电源、电桥、 电阻箱、导线等 实验器材
了解电桥的基本 原理和平衡条件
确定测量范围和 精度要求
掌握正确的操作 方法和注意事项
接入方式:采用四线制连 接,保证测量精度
接入位置:选择合适的桥 臂位置,以减小误差
接入方法:采用分压或分 流方式接入桥臂
注意事项:注意接入桥臂 的极性,避免出现错误
调节电桥平衡的目的:消除误差, 提高测量精度
用并进行检查和维修
电阻、电容、电感等电子元件的测量
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直流电桥测电阻实验报告
直流电桥测电阻实验报告直流电桥测电阻实验报告一、实验目的(1)了解单电桥测量电阻的原理,利用此原理测量电阻以及铜丝电阻的温度系数。
(2)通过处理实验所得数据,学习作图法与直线拟合法。
(3)利用电阻与温度关系,构造非平衡互易桥组装数字温度计,并学习其应用分析^p 设计方法。
二、实验原理(1)惠斯通电桥测量电阻(1-1)电桥原理:当桥路检流计中无电流通过时,表示电桥已经达到平衡,此时有 R_/R2 = R/R1,即 R_ = (R2/R1)_R。
其中将(R2/R1)记为比率臂 C,则被测电阻可表示为R_=C_R。
(1-2)实际单电桥电路在实际操作中,通过调节开关 c 位置,改变比率臂 C;通过调节 R 中的滑动变阻器,改变 R。
调节二者至桥路检流计中无电流通过,已获得被测电阻阻值。
(2)双电桥测低电阻(2-1)当单电桥测量电阻阻值较低时,由于侧臂引线和接点处存在电阻,约为 10^-2~10^-4Ω量级,故当被测电阻很小时,会产生较大误差。
故对单电桥电路进行改进,被测电阻与测量盘均使用四段接法:,同时增设两个臂 R1"和 R2"。
(2-2)电路分析^p :由电路图知:① I3_R_ + I2_R2’ = I1_R2② I3_R + I2_R1’ = I1_R1③ I2_(R2’+R1’) = (I3=I2)_r 综合上式可知:" 1" 212" 2 " 1"_121RRRRRr R Rr RRRR_ 利用电桥结构设计,可满足" 1" 212RRRR,同时减小 r,可是 R_ 仍满足 R_ = (R2/R1)_R,即R_=C_R。
(3)铜丝的电阻温度特性及数字温度计设计(3-1)铜丝的电阻温度特性∵一般金属电阻均有:Rt = R0(1+αR_t),且纯铜αR 变化小∴αR = (Rt -R0)/(R0_t) (3-2)数字温度计设计(3-2-1)非平衡电桥将检流计 G 换为对其两端电压的测量,满足:Rt RRtR RREt2 1U 。
实验十八直流电桥测电阻实验报告
Rx 的变化量 δRx 。电桥灵敏阈 δRx 反映了电桥平衡判断中可能包含的误差,故
∆n 0.2 S= =
∆Rx δRx
Rx
Rx
又有
δRx
=
0.2∆Rx ∆n
=
0.2R1∆R0 ∆nR2
由(18.3)和(18.6)可得到 Rx 的不确定度
1
( ) σ Rx
⎡ =⎢
⎢⎣
δRx
2
+
⎛ ⎜⎜ ⎝
R0 R2
(1)桥臂电阻的误差。
Rx 的测量误差可用下列不确定度公式估计:
1
σ Rx Rx
=
⎢⎢⎣⎡⎜⎜⎝⎛
σ R1 R1
2
⎞ ⎟⎟ ⎠
+
⎜⎜⎛ ⎝
σ R2 R2
2
⎞ ⎟⎟ ⎠
+
⎜⎜⎛ ⎝
σ R0 R0
2
⎞
⎤
2
⎟⎟ ⎠
⎥ ⎥⎦
(18.3)
式中σ R1 ,σ R2 ,σ R0 分别是 R1, R2 , R0 的不确定度。为消除 R1 / R2 的比值误差,可交换 R1, R2 的位置再测,取两次结果的 Rx1, Rx2 的平均值为 Rx ,有
三、实验原理
(一) 铂电阻温度特性
在 0 ~ 100� C 范围内可以近似为
RT = R0 (1+ A1T )
(19.1)
RT , R0 , A1,T 分别表示温度 T 时的阻值、0 摄氏度时的阻值、正温系数和温度。
图 19-1 非平衡电桥电路原理图
(二)用非平衡电桥测量铂电阻温度系数
如图 19-1 所示,I 为恒流电源; R1, R2 为固定电阻, Rp 为可调电阻,用作平衡电
直流电桥与电阻的测量实验报告
直流电桥与电阻的测量实验报告直流电桥与电阻的测量实验报告引言:直流电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻的值。
在本次实验中,我们将使用直流电桥来测量不同电阻的阻值,并探究其应用于电路分析的原理与方法。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过使用直流电桥,测量不同电阻的阻值,并掌握电桥的使用方法和原理。
同时,我们还将探究电阻与电流、电压的关系,以及电阻对电路性能的影响。
二、实验仪器与材料1. 直流电源2. 直流电桥3. 不同阻值的电阻器4. 电压表5. 电流表6. 连接线等三、实验步骤1. 将直流电源的正极与电桥的A点相连,负极与电桥的B点相连。
2. 将电桥的C点与电阻器的一端相连,将电桥的D点与电阻器的另一端相连。
3. 通过调节电桥上的可变电阻,使得电桥两侧的电压差为零。
4. 记录下此时电桥上的电阻值,并计算出电阻器的阻值。
5. 更换不同阻值的电阻器,重复步骤3和4,记录并计算出各个电阻器的阻值。
四、实验结果与分析通过实验,我们得到了不同电阻器的阻值数据,并进行了分析。
实验结果表明,电桥能够准确测量电阻的阻值。
我们还发现,电阻值与电流、电压之间存在着一定的关系。
根据欧姆定律,电阻值等于电压与电流的比值,即R=V/I。
通过实验数据的计算,我们验证了这一关系。
另外,我们还观察到了电阻对电路性能的影响。
当电阻值增大时,电流减小,电压差增大。
这说明电阻对电路中的电流流动起到了阻碍作用,同时也导致了电压的分布不均匀。
因此,在电路设计和分析中,电阻的选择和使用是非常重要的。
五、实验误差与改进在实验过程中,由于电桥的精度和电阻器的质量等因素,可能会产生一定的误差。
为了减小误差,我们可以采取以下改进措施:1. 使用更精确的电桥仪器,提高测量的准确性。
2. 选择质量良好的电阻器,减小电阻器本身的误差。
3. 在实验中进行多次测量,取平均值,以提高数据的可靠性。
六、实验结论通过本次实验,我们掌握了直流电桥的使用方法和原理,并成功测量了不同电阻的阻值。
直流双臂电桥和直流电阻测量
比较用可调电阻旳电流端钮CnБайду номын сангаас与被测电阻旳电流端钮C2用电 阻为r旳粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻,其阻值均在10Ω以上。在构造 上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调整电阻,以便变化R1或R2'旳 同步,R1'和R2'也会随之变化,并能一直保持
测量时接上Rx调整各桥臂电阻使电桥平衡(即敏捷电流计G旳指 针不偏转,桥路中无电流)时,因为此时Ig=0,可得到被测电阻Rx 为
电池盒: 1、3节9V电池(叠层电池),检流计电源,检流计开关 2、 6节#1电池,被测回路电源, B钮开关
三 电机直流电阻测量
测量目旳
检验电机各相绕组是否有断股、断线、脱焊或匝间短路。
高压电机
高压电机基本都是星形接法,中性点没有引出(在内部焊接一起 )时测量线间直阻,应分别测量UV、VW、WU阻值。中性点有引出 在外时测量相间直阻,应分别测量U1U2、V1V2、W1W2各相阻值 。
试验环节 测量措施与电机相同,根据需要分别测量开关合闸时各相断口
上下端或各相回路首尾之间旳阻值。
判断原则 1、根据厂家阐明书或原则规程旳要求限值判断。 2、与其他相测量成果比较相差不大。
讲课结束,谢谢大家!
C---电流端钮,P---电压端钮,C1和P1一组,C2和P2一组 检流计 --------------------- 平衡指示 调零旋钮 ------------------ 非测量状态下调整指针零位 敏捷度开关(旋钮) ---- 调整检流计反应程度 检流计开关 --------------- 检流计通/断电源开关 B外 ------------------------- 外接电源(一般不用)
直流电桥测电阻实验原理
直流电桥测电阻实验原理
直流电桥是一种用于测量电阻值的精密仪器,通常用于测量电阻器、导线和其他电阻元件的阻值。
其原理基于基尔霍夫电桥定律,该定律表明,在电桥平衡状态下,电桥的两边电压相等,可以用来计算未知电阻的值。
下面是直流电桥测电阻的基本原理:
1.电桥平衡条件:直流电桥包括四个电阻元件,通常分为两对。
一对电阻(称为比较电阻)连接在电桥的两边,另一对电阻是
未知电阻和已知电阻(标准电阻)。
电桥的两侧分别连接到电源,并通过电流测量仪表来测量电流。
2.平衡状态:调节电桥中的已知电阻,以使电桥处于平衡状态。
在平衡状态下,电流测量仪表的指针不偏转,电桥的两侧电压
相等。
3.电桥定律:根据基尔霍夫电桥定律,电桥中的电流和电阻之间
存在如下关系:
未知电阻/ 已知电阻= 电桥的另一对电阻(比较电阻)之比
这可以表示为:R_x / R_1 = R_3 / R_2
其中,R_x 是未知电阻的值,R_1 和R_2 是已知电阻的值,R_3 和R_4 是比较电阻的值。
4.测量未知电阻:通过已知电阻和比较电阻的值,以及在电桥平
衡状态下测得的电流值,可以计算出未知电阻的阻值。
公式如
下:
R_x = (R_1 * R_3) / R_2
其中,R_x 是未知电阻的值。
总结来说,直流电桥测电阻的原理是基于基尔霍夫电桥定律,通过比较已知电阻和未知电阻之间的电流平衡条件,计算未知电阻的阻值。
这个方法提供了一种精确测量电阻值的方式,特别适用于实验室和工程应用中对电阻值精度要求较高的情况。
直流电桥法测电阻实验报告
直流电桥法测电阻实验报告实验目的:1.了解直流电桥法测量电阻的原理;2.掌握直流电桥法测量电阻的实验操作方法;3.探究不同测量条件下对测量结果的影响。
实验原理:实验器材:直流电源、电桥、标准电阻、待测电阻、电阻箱、导线等。
实验步骤:1.连接电路:将直流电源的正负极分别连接到电桥电路的相应接口;2.调节滑动变阻器:通过调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数尽量接近零,并固定滑片位置;3.加入标准电阻:在电桥电路上加入一个已知电阻的标准电阻;4.测量电阻:将待测电阻连入电桥电路中,通过调节电桥电路中的标准电阻使电流表示数最接近零;5.记录实验数据:记录标准电阻值、电阻箱设置值以及调节滑动变阻器时的示数;6.重复实验:根据实验需要,可以多次重复实验获取更准确的结果。
实验数据处理:1.计算未知电阻值的实验结果:根据电桥电路中的已知电阻值和相应示数,可以通过比值关系计算出待测电阻的值;3.讨论实验结果:根据实验数据和误差分析,讨论实验结果的准确性,分析实验中可能存在的问题和改进措施。
实验结果和误差分析:实验中我们使用直流电桥法测量了一个未知电阻的值,记录了实验数据如下:标准电阻值:1000Ω电阻箱设置值:500Ω调节滑动变阻器的示数:50我们通过计算得到的待测电阻值为:500Ω×1000Ω/50=1000Ω1.电桥电路的接线不稳定,会对实验结果产生影响;2.电阻箱的阻值可能存在一定的误差,会对实验结果产生影响;3.实验中可能存在读数误差和实验操作误差等。
为了提高实验结果的准确性,我们可以采取以下改进措施:1.保持电桥电路的接线稳定,并检查电路中的连接情况;3.实验中要仔细读数,减小读数误差的影响;4.多次重复实验,取平均值来减小随机误差的影响。
结论:。
用直流电桥测量电阻注意事项
用直流电桥测量电阻注意事项用直流电桥测量电阻注意事项电阻是电子学中最基本的量之一,它是指电子元件在不同电压下的电流流过的阻碍程度。
在电子设备中,我们经常需要测量不同电阻的电阻值,其中使用电桥测量电阻是最常见的方法之一。
电桥法是通过通过一个桥式电路来检测不同电阻之间的差异,然后计算出它们的电阻值。
在这篇文档中,我们将讨论使用直流电桥测量电阻时需要的注意事项。
一、选用合适的电桥在测量电阻时,我们需要选择一个合适的电桥来进行测试。
通常,直流电桥是测量大电阻值时的首选,而交流电桥则更适合于测量小电阻值。
因此,在选择合适的电桥时,要根据要测量的电阻值来选择合适的电桥。
二、电桥的精度和灵敏度使用电桥测量电阻时,我们需要注意到电桥的精度和灵敏度。
在实际应用中,电桥的精度越高,我们就能够获得更准确的测试结果。
此外,灵敏度也是至关重要的,因为它会影响测量电子元件的最小电阻值。
因此,为确保测试结果准确,我们应该尽量选用精度高且灵敏度良好的电桥进行测量。
三、测试样品的准备在测量电阻之前,我们需要准备好测试的样品。
在测试之前,我们需要确保测试样品的表面光洁并且没有任何杂物。
如果样品表面存在污垢或杂质,则可能会影响电桥的测试结果。
因此,在测量前一定要将测试样品表面彻底清洁,以确保测试结果的准确性。
四、测量过程的环境优化在测量电阻时,我们需要确保测试环境干燥并且没有任何干扰。
如果测试环境过于潮湿或者存在强烈的电磁干扰,则可能会影响测试结果的准确性。
因此,为保证测试结果的准确性,我们应该在干燥,没有任何干扰的环境下进行测试。
五、正确连接测试电路成功测量电阻的关键之一是正确连接电路。
如果连接不正确或者电路接触不良,则可能会导致测试结果偏差或者完全无法测试。
因此,我们必须确保测试电路正确连接并且所有组件正常运作。
六、测量前的热平衡在测量电阻之前,我们需要进行热平衡。
在热平衡期间,我们需要让测试环境和测试样品达到一致的温度。
如果测试环境或测试样品的温度变化太快,则可能会导致测试结果偏差严重。
大学实验物理直流电桥测电阻
四个旋钮才都用上,使电桥的平衡精细到四位有效数 字。若采用内插法精确判断平衡,可获得五位有效数 字,(此例若选C=0.1,用这只电阻箱能把桥调平衡 吗?若选C=10,R0可获得几位有效数字?)可见正
确选取倍率C,可提高测量精度。
大学实验物理
直流电桥测电阻
• 测量精度的提高
• 电桥灵敏度与测量精度
• 本实验中使用的AC5/Ⅱ型指针式检流计,其电流常 数约为10-6A/格,当通过它的电流小于10-7A时,指 针的偏转小于0.1格,我们很难觉察出来,仍认为电 桥处于平衡态,从而给测量带来误差。对此,我们引 入电桥灵敏度的概念,定义为:
• •
• 本实验所讨论的是直流单臂电桥。主要是用来测量中等 阻值(10~105Ω)电阻的;测量低阻(10~10-5Ω)用 直流双臂电桥;测量高阻(106~1012Ω)则用专门的高 阻电桥或冲击法等测量方法。
大学实验物理
直流电桥测电阻
实验主要目的
• 1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。
• 2.了解电桥的灵敏度,学习适当的选 择实验条件,减小系统误差。
S n RX
或
S
n R0
RX
R0
大学实验物理
直流电桥测电阻
若忽略电源内阻,其表达式为:
S
K[(R
a
Rb
R0
E RX ) (2
Rb R0
RX Ra
)Rg ]
式中K、Rg分别为检流计的电流常数和内阻。由此式可见,适当提 高电源电压E、选择电流常数K和内阻Rg适当小的灵敏检流计、适 当减小桥臂电阻(Ra+Rb+R0+RX)、尽量把桥臂配置成均压状态 (即四臂电压相等),使上式中的(2+值最小,这些对提高电桥灵 敏度均有作用,但需根据具体情况灵活运用
十种测电阻方法归纳
十种测电阻方法归纳电阻是电路中最常见的元件之一,用来限制电流的流动。
在电路测试和电子工程中,测量电阻的准确性和精确性非常重要。
下面是十种测量电阻的常见方法:1.直流电桥法:直流电桥法是最常用的测量电阻的方法之一、它使用一个称为电桥的装置,通过调整桥上的电阻来与待测电阻进行比较,从而测量电阻的值。
2.欧姆定律法:欧姆定律法是最简单的方法之一、根据欧姆定律,电流通过一个电阻所产生的电压与电阻值成正比。
通过测量电阻两端的电压和电流值来计算电阻。
3.直流电阻箱法:直流电阻箱法使用一个电阻箱,通过连接待测电阻和电阻箱来测量电阻的值。
通过调整电阻箱上的电阻值,使之与待测电阻相等,然后读取电阻箱上的电阻值。
4.交流电桥法:交流电桥法是用交流信号测量电阻的方法。
它使用一个称为交流电桥的装置,在通过计算交流信号在电阻和电容上的相位差来测量电阻的值。
5.绝缘电阻测试法:绝缘电阻测试法用于测量绝缘电阻,即对地绝缘电阻。
它是通过将待测电阻与地进行连接,然后测量通过电阻流过的电流来计算电阻的值。
6.电流比较法:电流比较法是通过比较两个电阻上的电流来测量电阻。
将待测电阻与已知电阻相连,施加一个已知电压,然后测量两个电阻上的电流值,通过比较两个电流来计算待测电阻的值。
7.电位差法:电位差法是通过测量电阻两端的电位差来计算电阻值。
施加一个已知电压,然后测量通过电阻的电流和电阻两端的电压,通过计算来得到电阻的值。
8.差压法:差压法也是通过测量电阻两端的电压来测量电阻值的方法。
施加一个已知电流,然后测量通过电阻的电压和电流值,通过计算来得到电阻的值。
9.电位差比较法:电位差比较法是通过将待测电阻与已知电阻串联,并施加一个已知电压,然后测量两个电阻上的电压来计算电阻的值。
10.无线电测量法:无线电测量法是一种使用无线电波测量电阻的方法。
通过将待测电阻与一个感应线圈相连,然后测量感应线圈上的电压或电流来计算电阻的值。
这种方法适用于远程或无法接触的电阻测量。
直流电桥测电阻小结
直流电桥测电阻小结
直流电桥是一种常用的电气测量仪器,用于测量电阻的值。
它的基本原理是通过桥式电路的平衡条件来确定未知电阻的数值。
直流电桥通常由四个电阻组成,其中两个为已知电阻,另外两个为未知电阻。
电桥的原理是利用横向电桥平衡条件,通过调整已知电阻使电桥平衡,从而测量未知电阻的数值。
在测量过程中,首先将已知电阻与未知电阻相连,然后通过调整已知电阻的值,使得电桥的两侧电压相等,达到平衡条件。
此时可以根据已知电阻的值和调整的步长来计算未知电阻的数值。
直流电桥测电阻具有以下优点:
1. 精度高:直流电桥测量的精度通常较高,可以达到0.01%左
右的精度,适用于精密测量。
2. 范围广:直流电桥可以测量较大范围的电阻值,从几个欧姆到几十兆欧姆都可以测量。
3. 灵敏度高:直流电桥测量的灵敏度很高,可以检测到非常小的电阻变化。
4. 可靠性好:直流电桥测量的结果通常比较稳定可靠,不受环境影响。
然而,直流电桥也有一些缺点:
1. 仪器复杂:直流电桥的构造比较复杂,需要使用多个电阻和电位器等元件,并且需要进行精确的调整。
2. 测量时间长:由于需要通过调整已知电阻来达到平衡状态,因此直流电桥的测量时间通常较长。
3. 仪器体积大:直流电桥通常具有比较大的体积,不便携带和使用。
总之,直流电桥是一种精密测量电阻值的仪器,具有高精度、宽测量范围和灵敏度高的特点。
然而,其构造复杂、测量时间长和体积大等缺点也需要考虑。
在实际应用中,根据测量需求选择合适的测量仪器和方法是十分重要的。
直流电桥测电阻
实验十 直流电桥测电阻电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器,被广泛用来精确测量许多电学量和非电学量,在自动控制测量中也是常用的仪器之一。
按照用途电桥可分为平衡电桥和不平衡电桥;按照使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥。
直流电桥是用来测量电阻或与电阻有关的物理量的仪器,待测电阻在1~1000K Ω时,可用单臂(惠斯登)电桥;若测量1Ω以下的低电阻时,则必须使用双臂(凯尔文)电桥。
交流电桥(万能电桥)主要用来测量电容、电感等物理量。
[实验目的]1、 掌握用电桥测量电阻的原理和方法。
2、 学会使用单臂及箱式惠斯登电桥测量电阻。
[实验原理]1、 单臂电桥原理惠斯登电桥(单臂电桥)是最常用的直流电桥,其电路原理图如图10—1所示。
图中1R 、2R 和s R 是已知阻值的标准电阻,它们和被测电阻x R 连成一个四边形,每一C图10—1 单电桥原理简图A条边称作电桥的一个臂。
对角A 和C 之间接电源E ;对角B 和D 之间接有电流计G 和电键K ,电键上有Ωk 保护电阻,它像桥一样。
若调节s R 使桥两端的B 点和D 点电位相等,电流计中电流为零,电桥达到平衡,这时可得2211R I R I = (10—1) x s R I R I 21= (10—2)两式相除可得s x R R R R 12=(10—3) 只要电流计足够灵敏,等式(10—3)就能成立,被测电阻x R 可以从1R 、2R 和s R 三个已知的标准电阻求得。
这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较,因而测量的准确度较高。
图10—2 QJ –23型直流电桥线路图本实验中采用QJ –23型便携式单臂电桥,它的实际电路图见图10—2,面板结构如图10—3所示。
电桥各部件的作用及特点说明如下:(1)比率臂K 相当于图10—1中的2R 和1R ,由8个精密电阻组成,其总阻值为1K Ω,度盘示值K=12R R ,即比率,分为从 到1000共七档。
图10—2中各电阻均以Ω为单位。
初中物理 实验五直流电桥测电阻
实验五 直流电桥测电阻电桥是一种利用电位比较的方法进行测量的仪器,因为具有很高的灵敏度和准确性,在电测技术和自动控制测量应用极为广泛。
电桥可分为直流电桥与交流电桥。
直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。
直流单电桥(惠斯通电桥)适于测量10~106Ω中阻值电阻。
直流双电桥(开尔文电桥)适于测量10-5~10Ω低阻值电阻。
【实验目的】:1.了解直流单电桥和双电桥的结构及工作原理;2.掌握电桥测电阻的方法;【实验原理】1.单电桥测电阻原理惠斯通电桥是最常用的直流电桥。
由三个精密电阻及一个待测电阻组成四个桥臂。
对角A 、C 两端接电源,B 、D 之间连接一个检流计作"桥",直接比较两端的电位。
当达到平衡时桥两端电位相等,I g =0。
此时12R RR R X =。
根据电桥的平衡条件,若已知其中三个臂的电阻,就可以计算出另一个桥臂的电阻CR R R R R X ==122.双电桥测低电阻的原理单电桥测几欧姆的低电阻时,由于引线电阻和接触电阻(约10-2~10-4Ω),已经不可忽略,致使测量值误差较大。
改进办法是将其中的低电阻桥臂改为四端接法,并增接一对高电阻(如图5-3)。
改用四线接法后的等效电路为图3。
r 1,r 2串联在电源回路中,其影响可忽略。
r 3,r 4接高电阻,其影响也可忽略。
实际的电路如图5-4。
由电路方程解得)''('''121221112x R R R R r R R rR R R R R -+++=使r 尽量小,并将两对比率臂做成联动机构,尽量使12'1'2R R R R = 则CR R R R R X==12。
【实验仪器】1.QJ-23型携带式单电桥臂(1)刻度盘示值12R R C =,分为0.001.0.01.0.1.1.10.100.1000共七档。
C图5-4 双臂电桥原理图1'R x 12 P 1 P 2 图5-2四线接法r 1r 4 图5-3 四线接法等效电路图(2)测量臂R:由四个十进位电阻盘组成×1000,×100,×10,×1。
用直流电桥测量电阻实验报告
用直流电桥测量电阻实验报告在这个电气实验的世界里,直流电桥就像一位老朋友,随叫随到,随时准备帮你解决电阻测量的烦恼。
大家好,今天咱们聊聊这个电桥测量电阻的实验报告。
想想吧,拿起那根电线,连接好设备,就像搭积木一样,心里就有点小激动,感觉自己要变身为科学家了!咱们得准备好工具,直流电桥、标准电阻、万用表,最好还有一颗好奇心,哈哈,这可真是“万事俱备,只欠东风”呀。
实验开始时,得先把设备都接好。
电桥的原理其实不复杂,想象一下,在电路里,一边是未知电阻,另一边是已知的标准电阻。
就像一场比赛,俩选手在较量,谁能赢得最终的胜利?调节电桥的平衡,让指针指向零,就像调音一样,找到那个完美的音符,心里那个爽啊!这时候,大家可能会想,这指针的变化就像生活的起伏,有高兴有低谷,得耐心等待,别着急,慢慢来。
咱们要注意调节那个可调电阻了。
调到合适的值,指针稳稳地指向零,简直像是给这场比赛画上了圆满的句号。
此时,你可能会感叹,这直流电桥真是个好帮手,帮我们把复杂的电阻测量变得简单又有趣。
想象一下,调节过程中,那些小细节就像烹饪时掌握火候,过了头就糊了,没到位又难以入味。
忍不住想说,真是“细节决定成败”啊。
然后,记得记录下每一个测量值,这可是我们这场实验的“战果”呀!电桥的使用,仿佛是一场“科学的盛宴”,每一次的调整,每一个数据,都是我们追求真理的脚步。
我们得把这些值整理成表格,像做家务一样,把一切归类,井井有条。
看到那一列列数据,心里又是一阵小得意,嘿嘿,感觉像是在研究大自然的奥秘。
哦,对了,实验的过程中,千万别忽略了安全问题!电流、电压这些可都是“危险品”,搞不好就会有“触电”的风险。
想象一下,一不小心像电视剧里的角色一样,尖叫着躲避,实在是没必要的恐慌啊。
所以,实验前做好安全准备,穿上绝缘手套,确保一切万无一失,真是“安全第一”嘛。
完成实验后,得分析一下数据。
哎,这可真是个“技术活”,要把每一个值、每一组数据仔细对比。
直流电桥的工作原理和应用
直流电桥的工作原理和应用概述直流电桥是一种常见的电路测量仪器,它能够精确测量未知电阻的值。
本文将介绍直流电桥的工作原理和应用。
工作原理直流电桥由四个电阻组成的基本桥电路组成。
其中,两个已知电阻为参考电阻,一个未知电阻为被测电阻,另一个为调零电阻。
通过改变调零电阻,使得电桥平衡,即电桥两端的电压为零。
此时,已知电阻与未知电阻之间的比例关系可以用来计算未知电阻的值。
应用直流电桥在许多领域中有广泛的应用,下面列举几个主要的应用场景。
1.电阻测量直流电桥最常见的应用就是测量未知电阻的值。
通过调整桥电路中的电阻值,当电桥平衡时,可以精确测量出未知电阻的值。
2.温度测量利用热敏电阻和电桥原理,可以实现温度测量。
通过将热敏电阻与已知电阻组成电桥,然后测量电桥平衡点的变化,就可以得到与温度相关的电阻值。
3.湿度测量湿度传感器通常采用电容式测量原理,但也可以利用电桥实现湿度测量。
通过将湿度传感器与已知电阻串联组成电桥,测量电桥平衡点的变化,就可以得到与湿度相关的电阻值。
4.气体浓度测量气体浓度传感器通常采用化学传感原理,但也可以利用电桥实现浓度测量。
通过将气体传感器与已知电阻并联组成电桥,测量电桥平衡点的变化,就可以得到与气体浓度相关的电阻值。
5.液位测量利用液位传感器和电桥原理,可以实现液位测量。
将液位传感器与已知电阻组成电桥,测量电桥平衡点的变化,就可以得到与液位高度相关的电阻值。
总结直流电桥是一种常见的电路测量仪器,通过电桥平衡的原理,可以精确测量未知电阻的值。
除了电阻测量外,直流电桥还可以应用于温度、湿度、气体浓度和液位等测量领域。
其简单的结构和高精度的测量性能,使得直流电桥成为科研、工程和实验室中不可或缺的仪器之一。
用直流电桥测电阻
用直流电桥测电阻[播放视频]一、概念理解测量电阻的阻值在不同场合、不同精度要求下有不同测量方法,而且这些方法各有个的优势。
我们来在这里主要学习直流电桥测量电阻的原理和方法。
直流单臂电桥主要用于测量中值电阻。
二.实验原理实验室所用直流单臂电桥又称惠斯登电桥,主要用于精确测量中值电阻(Ω610~10)。
⒈ 惠斯登电桥的线路原理 惠斯登电桥的基本线路如图3-27所示。
它是由四个电阻1R 、2R 、S R 、x R 联成一个四边形ABCD ,在对角线AB 上接上电源E ,在对角线CD 上接上检流计G 组成。
接入检流计(平衡指示)的对角线称为“桥”。
四个电阻称为“桥臂”。
在一般情况下,桥路上检流计中有电流通过,因而检流计的指针有偏转。
适当调节电阻值(例如改变S R 的大小),可使C 、D 两点的电位相等,此时流过检流计G 的电流0=g I ,这称为电桥平衡。
即有D C V V =(14-1) 11I I I x R R ==(14-2) 22I I I S R R ==(14-3)由欧姆定律知:2211R I V R I V AD AC ===(14-4) S DB x C B R I V R I V 21===(14-5)由上两式可得S x R R R R 21=(14-6)此式即为电桥的平衡条件。
若1R 、2R 、S R 已知,x R 即可由上式求出。
取1R 、2R 为标准电阻,通常称1R 、2R 为比率臂,21R R 为桥臂比,常用符号K 来表示(即21R RK =)。
改变S R 使电桥达到平衡,即检流计G 中无电流流过,便可测出被测电阻x R 之值。
⒉ 用交换法减小和消除系统误差 分析电桥线路和测量公式可知,用惠斯登电桥测量电阻x R 的误差,除其它因素外,与标准电阻1R 、2R 的误差有关。
我们可以用交换法来消除这一系统误差。
方法是:先连接好电桥电路,调节S R 使G 中无电流,记下s R 值;然后保持A 插孔位置不变,将S R 与x R 交换位置,再调节S R 使G 无电流,记下此时的SR ',可得: 交换前: S x R R R R 21=(14-7) 交换后: Sx R R RR '=12(14-8)(14-7)、(14-8)两式相乘后得:SS x R R R '⋅=(14-9) 这样就消除了由于1R 、2R 本身的误差对x R 引入的测量误差。
大学物理实验报告--直流电桥测电阻实验
自组直流电桥测量电阻创建人:总分:得分:一、实验目的与实验仪器共10 分,得分目的:1.理解惠斯通电桥的平衡原理及桥式电路的特点。
2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3.了解影响电桥灵敏度的因素,并对测量结果进行误差分析。
实验仪器:直流稳压电源,开关,四线电阻箱(3个),滑动变阻器(2个),待测电阻(3个),检流计,导线若干。
二、实验原理共15 分,得分1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理,如图6.1.2-1所示。
图6.1.2-12、电桥的灵敏度电桥是否平衡,是由检流计有无偏转来判断的,而检流计的灵敏度总是有限的,假设电桥在R1/R2=1时调到平衡,则有R x=R0,这时若把R0改变一个微小量△R0,则电桥失去平衡,从而有电流I G流过检流计。
如果I G小到检流计觉察不出来,那么人们会认为电桥是平衡的,因而得到R x=R0+△R0,△R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△R x。
引入电桥的灵敏度,定义为S=△n/(△R x/R x)式中的△R x 是在电桥平衡后R x 的微小改变量(实际上若是待测电阻R x 不能改变时,可通过改变标准电阻R 0的微小变化△R 0来测电桥灵敏度),△n 是由于△R x 引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数,△n 越大,说明电桥灵敏度越高,带来的测量误差就越小。
S 的表达式可变换为S=△n/(△R 0/ R 0)= △n/△I G (△I G /(△R 0/ R 0))=S 1S 2其中S 1是检流计自身的灵敏度,S 2=△I G /(△R 0/ R 0)由线路结构决定,故称电桥线路灵敏度,理论上可以证明S 2与电源电压、检流计的内阻及桥臂电阻等有关。
3、交换法(互易法)减小和修正自搭电桥的系统误差自搭一个电桥,不考虑灵敏度,则R 1、R 2、R 0引起的误差为△R x / R x =△R 1/ R 1+△R 2/ R 2+△R 0/ R 0。
为减小误差,把图6.1.2-1电桥平衡中的R 1、R 2互换,调节R 0,使I G =0,此时的R 0记为R 0’,则有R x =R 2/ R 1 R 0’这样就消除了R 1、R 2造成的误差。
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8%
{
Rc
rRc c
2. 利用四端法测量低值电阻
S-1: 数据如下表
U(mV) 0
0.28 0.55 0.81 1.12 1.40 1.66 1.95 2.22
根据表中数据作图:
I(mA) 0
6.01 12.06 17.64 24.33 30.19 36.03 42.21 48.13
U(mV) 2.50 2.79 3.05 3.35 3.63 3.91 4.18 4.44
I(mA)
28.14
47.11
58.45
U 串联前(mV)
2.82
4.72
5.86
U 串联后(mV)
2.82
4.73
5.86
【个人感想】
这是我写的最认真的一篇报告,报告中的每一个字都是我亲手输入的,除了实验原理部分。 报告里不确定度的计算花费了我很多的时间,我也深深地体会到在电脑上打公式的痛苦。但 是我想,这也是对我的一种锻炼,同时,这让我对于不确定度有了更深的理解。
封闭四边形ABCDA组成,在对角线AC两端接电源,在对角线BD两端接电压表V.接入电压 表的对角线称为“桥”,4 个电阻R1、R2、R 和Rx就称为“桥臂”.在一般情况下,电压表 上有电压显示.若适当调节R1、R2和R 阻值,能使电压表的显示电压V恰好为零,这时叫做 “电桥平衡”.
电桥平衡时(V = 0),表明B、D 两点的电势相等, 由此得到
������������ rR
������ %
1 9 996k
%+
98
������������
rR1
1
%
k %+
������������ rR
%
rRa √ rR + rR1 + rR
Ra
rRa a
78 %
3
~2~
∆������ Rb 不确定度
9 99
%+ %+ 8 %+
∆������
������0 95 ������
R 13134.2Ω 90992.9Ω 4370.7Ω
13134.3Ω 90992.9Ω 4370.8Ω
∆������ Ra 不确定度
{
������
������
9
{
������
89
%+
∆������
������0 95 ������
√������
%+
%+
8
6
8������
√∆������ + ∆������
I(mA) 54.46 60.75 66.74 72.07 78.82 84.22 90.36 95.38
~5~
S-3 电阻的伏安特性曲线
10
U (mV)
5
U Linear Fit of U
Equation
y = a + b*x
Adj. R-Squar
1
0
Value Standard Erro
U
Intercept
~1~
可忽略不计. 3.电阻率的测量 电阻R 与电阻率 r 有如下关系
其中l为待测电阻的长度,s 为待测电阻的截面积.如果待测电阻的直径为d,则电阻率为
通过 d、l 和 R,可求得待测电阻材料的电阻率.
【数据记录与处理】
1. 利用惠斯登电桥测量待测电阻 测得实验接线板的接触电阻 0.56Ω 考虑接触电阻后得出标准电阻的电阻值如下
果已知流过待测电阻的电流I(可通过测量标准电阻Rn上的电压获得),当测量得到了待测 电阻R x上的电压Ux,则待测电阻R x的值为
四端法基本特点是恒流源通过两个电流引线极将 电流供给待测低值电阻,而数字电压表则通过两个电 压引线极来测量由恒流源所供电流而在待测低值电阻 上所形成的电位差Ux.由于两个电流引线极在两个电 压引线极之外,因此可排除电流引线极接触电阻和引 线电阻对测量的影响;又由于数字电压表的输入阻抗 很高,电压引线极接触电阻和引线电阻对测量的影响
的有效数字取决于 R1 和 R2 的比值的有效数字。对于第二个问题,由于定值电阻 R1 和 R2
的比例范围为 0.01~100(通过串并联可以达到
−3~ ),因此当待测电阻的阻值在
~
7 的范围内,可以充分利用电阻箱的 6 位有效数字。
4. 通过实验现象,分析说明为什么数字电压表的高输入阻抗,可消除电压引线极接触 电阻和引线电阻对测量的影响? 答:由于助教老师声明说本实验步骤是可选的,因此我没有做实验证明这个问题。但是根据 某人的实验结果,将电压表与一高值电阻(例如 Ra 或者 k 标准电阻)串联后并联到待测 电阻(如 S-3)的两端,电压表的示数几乎不受影响。数据如下:
Equation
y = a + b*x
Adj. R-Square 0.99998
0
Value Standard Error
U
Intercept
0
--
U
Slope
0.0213 2.16417E-5
0
40
80
I (mA)
得 S-2 的值为 0.021 ,拟合度为 0.99998
S-3:
测量数据如下表
U(mV) 0
2) 测量标准电阻的阻值时受到接触电阻的影响,接触电阻阻值是近似测量的 3) 在测量 Rc 的电阻时,没有用到电阻箱的全部六位,增大了误差 4) 长时间通电会导致待测电阻温度上升,阻值增大,影响测量结果。这一点从第一部
分的实验中就能看出,在三次调整的过程中,基本上 R 的输出值是越来越大的。因 此测量应该迅速。对于第二部分的实验来说,则不能选择过大的电流(<100mA)
7
%+ 7
∆������
������0 95 ������
√������
8
%+
√∆������ + ∆������
������������ rR
������ %
1
%+
������������
rR1
1
6%
9 996k % +
������������ rR
%
8������
6 98
rRc √ rR + rR1 + rR
0
--
U
Slope
0.1031 2.10191E-5
0
40Leabharlann 80I (mA)得 S-3 的值为 0.1031 ,拟合度为 1
3.求出各待测电阻材料的电阻率 S-1:
S-2:
S-3:
6
−7������ ������
−7������ ������
7
−6������ ������
【误差分析】
1) 由于实验中并没有采用精密电阻,而是利用万用表的测量值作为标准电阻的阻值, 从第一部分的相对误差分析可以看出,这个误差还是很大的,超过了电阻箱的相对 误差
编号
标称值
100Ω
1号
100.23Ω
2号
100.17Ω
10kΩ
9.996kΩ 9.996kΩ
1kΩ
1.0020kΩ 1.0013kΩ
Ra Rb Rc 计算得:
R1 9.996kΩ 100.23Ω 100.23Ω
R2 1.0020kΩ 9.996kΩ 9.996kΩ
13135.0Ω 90992.7Ω 4370.6Ω
~7~
0.62 1.19 1.89 2.48 3.11 3.68 4.41 4.97
I(mA) 0
6.06 11.61 18.31 24.10 30.21 35.74 42.70 48.28
根据表中数据用 Origin 作图并拟合
U(mV) 5.62 6.27 6.88 7.43 8.13 8.69 9.32 9.84
2. 在自搭电桥测量电阻时,如何提高测量精度? 答:○1 搭建电桥时应该选择合适的 R1 和 R2,以保证电阻箱的输出电阻值足够大,提高有效 数字的位数。○2 调整电阻箱使电桥平衡时应该使得电流表在最小量程,以减小误差○3 其实可 以考虑通过串联并联标准电阻的方法增大 R1 和 R2 的比值范围(最大范围可以达到
姓 名: 同组姓名:
实验报告
班 级:F100 学 号:5100 实验成绩: 实验日期: 7 指导老师:助教 批阅日期:
直流电桥与电阻测量
【实验目的】
1. 掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和方法; 2.掌握四端法测量电阻的原理和方法.
【实验原理】
1.惠斯登电桥的工作原理 惠斯登电桥的原理如图1所示,它是由电阻R1、R2、R 和待测电阻Rx以及用导线连成的
亦即
UAB = UAD,U BC = U DC,
, 同时有
(1)
, 由(1)、(2)式得到
(2)
R x
(3)
由(3)式可看出,当知道R1 /R 2 的比值及电阻R 的数值后, 就可算出R x.
2.四端法的工作原理 图2为四端法原理图,图中R x是待测低值电阻,Rn 是标准电阻.四端法基本原理是:如
根据表中数据用 Origin 作图并拟合:
U(mV) 1.15 1.29 1.41 1.54 1.65 1.80 1.93 2.03
I(mA) 54.09 60.30 65.94 72.07 77.86 84.15 90.56 95.38
~4~
S-2 电阻的伏安特性曲线
2
U (mV)
1
U Linear Fit of U
Adj. R-Squar
1
Value Standard Erro
U
Intercept