用单臂电桥测电阻带实验数据处理
单臂电桥测电阻实验报告
单臂电桥测电阻实验报告单臂电桥测电阻实验报告引言:电阻是电路中常见的元件,测量电阻的准确性对于电路设计和故障排除至关重要。
单臂电桥是一种常用的测量电阻的方法,本实验旨在通过单臂电桥测量给定电阻的准确值,并探讨实验中可能出现的误差来源。
实验步骤:1. 准备实验装置:将单臂电桥连接至电源,将待测电阻与标准电阻相连接。
2. 调节电桥平衡:通过调节电桥上的可变电阻,使得电桥平衡,即电流经过电桥时无法通过测量电阻的支路。
3. 记录电桥平衡时的电桥电阻和可变电阻的数值。
4. 更换标准电阻:重复步骤2和3,使用不同的标准电阻进行测量。
实验结果:通过实验测量得到的电桥电阻和可变电阻的数值如下:标准电阻1:电桥电阻:R1 = 200 Ω可变电阻:Rv1 = 300 Ω标准电阻2:电桥电阻:R2 = 100 Ω可变电阻:Rv2 = 150 Ω标准电阻3:电桥电阻:R3 = 500 Ω可变电阻:Rv3 = 750 Ω讨论:1. 实验中可能的误差来源:a. 电源电压波动:电源电压的不稳定性可能会导致电桥平衡时的电阻数值发生变化,从而影响测量结果的准确性。
b. 电桥线路阻抗:电桥线路本身的阻抗可能会对电桥平衡产生影响,导致测量结果产生误差。
c. 电桥灵敏度:电桥的灵敏度决定了对电阻变化的响应程度,灵敏度较低时可能无法准确测量较小的电阻值。
2. 实验中的改进方法:a. 使用稳定的电源:选择稳定的电源或使用稳压器来提供稳定的电压,以减小电源电压波动对测量结果的影响。
b. 优化电桥线路:通过合理设计电桥线路,减小线路阻抗,提高电桥平衡的稳定性。
c. 选择合适的电桥:根据待测电阻的范围选择合适的电桥,提高测量的准确性。
结论:本实验通过单臂电桥测量给定电阻的实验,探讨了实验中可能出现的误差来源,并提出了改进方法。
通过合理的实验设计和操作,可以提高电阻测量的准确性和可靠性。
在实际应用中,我们应该根据具体情况选择适当的测量方法和仪器,以确保电路设计和故障排除的准确性。
电桥测电阻实验
电桥测电阻及PN结正向电压温度特性的研究电桥法是测量电阻的常用方法,利用桥式电路制成的各种电桥是用比较法进行测量的仪器。
电桥法实质上是将被测电阻与标准电阻进行比较来确定被测电阻值的。
电桥法具有测试灵敏、准确度一用电桥测电阻一、实验目的二、 仪器和用具QJ24型直流单臂电桥,固定电阻元件板,NKJ-B 型组合式热学实验仪,万用电表,导线等;三、实验原理电桥法测电阻是将待测电阻和标准电阻进行比较来确定其值的。
由于标准电阻本身误差非常小,惠斯通电桥的原理如图1所示。
图中的标准电阻Ra 、Rb 、R 及待测电阻Rx 构成四边形,每一边称作电桥的一个“臂”。
对角点A、C与B、D分别接电源E支路和检流计G支路。
所谓“桥”就是指BD这条对角线而言,而检流计在这里的作用是将“桥”的两个端点B、D的电势直接进行比较。
当接通电桥电源开关B0和开关G2时,检流计中就有电流流过,但当调节4个桥臂电阻到适当值时,检流计中就无电流通过,这时称为“电桥平衡”。
于是,B、D两点的电势相等,亦即流过电阻Ra 和R 的电流一样,设电流为i 1 ;流过Rb 和Rx 的电流也一样,设为i 2 。
从而有如下关系式:AB AD U U = 即 b a R i R i 21= (1)BC DC U U =x R i R i 21= (2)将式(1)除以式(2)得xba R R R R = (3 式(3)就是电桥的平衡条件。
它说明电桥平衡时,电桥的4个桥臂成比例。
因此,待测电阻RxR R R R ab x *=式中Rb/Ra 称作比率。
这样,就把待测电阻的阻值用3个 标准电阻的阻值表示出来。
可见,电桥的平衡与通过电阻的电流大小无关。
图1 惠斯通电桥原理图CE2单臂电桥的测量误差单臂电桥在规定的使用条件下,如0.1级电桥,温度为20±5℃,相对湿度为40% ~70%,电源电压偏离额定值不大于10%,绝缘电阻符合要求等,电桥的允许基本误差为)10/(100lim N a b x R R R R aE ⋅+±= (5)式中a 为准确度等级指数,QJ24型电桥a=0.1,R N 为基准值,教学实验可简化取为5000。
单臂电桥测电阻实验报告数据处理
单臂电桥测电阻实验报告数据处理
实验目的:
通过单臂电桥测量电阻,掌握单臂电桥的使用方法,了解电阻的测量原理。
实验仪器和材料:单臂电桥、微安表、标准电阻。
实验步骤:
1.将单臂电桥连接好,确保电桥的电源和电阻调节装置都接通。
2.通过调节电桥的电位器和滑动变阻器,使电桥平衡,并记录下对应的滑动变阻器的位置和微安表的示数。
3.用一根导线连接待测电阻和电桥,调节电桥直到平衡,记录下滑动变阻器位置和微安表的示数。
4.用已知标准电阻取代待测电阻,重复步骤3,记录下滑动变阻器位置和微安表的示数。
数据处理:
1.计算待测电阻的电流值:根据微安表的示数,得到待测电阻的电流值。
2.计算待测电阻的阻值:根据已知标准电阻的阻值和电流值,以及滑动变阻器位置的变化,利用电桥平衡条件计算
待测电阻的阻值。
实验结果:
将实验中记录的数据代入计算公式,计算出待测电阻的阻值。
将计算结果列入实验报告。
讨论与分析:
分析计算结果与标准电阻的差异,并讨论可能的误差来源。
对实验中遇到的问题进行分析,并提出改进方法。
结论:
根据实验结果,得出待测电阻的阻值。
总结实验过程中的经验和教训,提出进一步完善实验的建议。
附录:实验原始数据记录表
在实验报告中附上实验原始数据记录表,包括滑动变阻器位置和微安表示数的记录。
单臂电桥实验数据处理表格
R0
测量值 Rx PR0 0 0.0 0.00
Rx
0 0.01 0.008
ER
#### #### ####
R x1
Rx 2
Rx 3
表中
Rx 0.002 Rx 0.002m
m4
ER
Rx 100% Rx
《大学物理实验》数据处理
武汉工业学院 数理系 物理实验室 实验日期: 数据输入区 2013-2-7 计算结果区
ER
#####
箱实际使用的旋盘数
结果表达式 同学们根据已计算 出的结果自己写 出,注意取位
Rx 100% Rx
返回Biblioteka Rx 1 R0 R0 2
m6
m为电阻箱实际使用的旋盘数
2、灵敏度测量 电阻
m6 Rx ER 100% Rx
灵敏度S #DIV/0!
R0
d (格) R0
算出
Rx 2
S由公式 S 3、箱式电桥测电阻 电阻 比率 P 示数
d d R / R R0 R0
No.5
学号:
单臂电桥测中值电阻
室温: 数据表格 ℃
《大学物理实验》数
实验日期: 数据输入区
武汉工业学院 数理系 物
1、自搭电桥测电阻 电阻
(单位:
Ω
)
R0
R0
Rx
0.0
R0
R0
0.01
Rx
0.01
Rx 2
表中
0.01
R0 0.001 R0 0.002m
R0 0.001 R0 0.002m
电阻式传感器单臂电桥性能实验
实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验说明1'电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其阻值发生变化,这就是电阻应变效应,其关系为:△R/R=Kf,AR为电阻丝变化值,K为应变灵敏系数,&为电阻丝长度的相对变化量△L/L。
通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。
2、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁,四个电阻应变片贴在梁的根部,可组成单臂、半桥与全桥电路,最大测量范围为土3mm°+5V1\1—外壳2—电阻应变片3—测杆4—等截面悬臂梁5—面板接线图图1-1电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示,图中R2、R3为固定,R为电阻应变片,输出电压U。
=EK&,E为电桥转换系数。
R3差动放大器图1-2电阻式传感器单臂电桥实验电路图三、实验内容1'固定好位移台架,将电阻应变式传感器置于位移台架上,调节测微器使其指示15mm左右。
将测微器装入位移台架上部的开口处,旋转测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆适度旋紧,然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态,两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。
2、将实验箱(实验台内部已连接)面板上的土15V和地端,用导线接到差动放大器上;将放大器放大倍数电位器RPi旋钮(实验台为增益旋钮)逆时针旋到终端位置。
3、用导线将差动放大器的正负输入端连接,再将其输出端接到数字电压表的输入端;按下面板上电压量程转换开关的20V档按键(实验台为将电压量程拨到20V 档);接通电源开关,旋动放大器的调零电位器RB旋钮,使电压表指示向零趋近,然后换到2V量程,旋动调零电位器RP,旋钮使电压表指示为零;此后调零电位器於旋钮不再调节,根据实验适当调节增益电位4、按图1・2接线,R、R2、R3(电阻传感器部分固定电阻)与一个的应变片构成单臂电桥形式。
单臂电桥测电阻实验报告
单臂电桥测电阻实验报告实验目的:本实验旨在通过单臂电桥测量电阻的方法,掌握电桥测量电阻的原理和方法,加深对电桥平衡条件的理解,提高实验操作能力和数据处理能力。
实验仪器和设备:1. 单臂电桥装置。
2. 电源。
3. 电阻箱。
4. 万用表。
5. 导线。
实验原理:电桥是利用电流在两个相对的分支中建立平衡条件的一种电路。
在电桥平衡时,电流计的指针不偏转,即两个电桥臂中的电动势相等,电桥平衡条件为R1/R2=R3/R4,其中R1、R2分别为已知电阻箱的两个分支,R3为未知电阻,R4为可变电阻。
实验步骤:1. 接通电源,调节电桥臂中的电阻箱,使电桥平衡,记录下R1、R2、R3的数值。
2. 更改未知电阻R3的数值,再次调节电桥臂中的电阻箱,使电桥再次平衡,记录下R1、R2、R3的新数值。
3. 根据记录的数据,计算出R3的电阻值。
实验数据:第一组数据,R1=100Ω,R2=200Ω,R3=150Ω。
第二组数据,R1=100Ω,R2=200Ω,R3=200Ω。
实验结果分析:根据实验数据计算可得,第一组数据中R3的电阻值为150Ω,第二组数据中R3的电阻值为200Ω。
可以看出,当未知电阻R3的数值发生变化时,电桥平衡的条件也随之发生变化,通过实验数据的对比分析,可以准确地测量出未知电阻R3的电阻值。
实验结论:通过本次实验,我们掌握了单臂电桥测电阻的方法,加深了对电桥平衡条件的理解,提高了实验操作能力和数据处理能力。
同时,实验结果表明,电桥测量电阻的方法是一种准确可靠的测量电阻值的方法,可以广泛应用于实际工程中。
实验注意事项:1. 实验过程中要注意调节电桥臂中的电阻箱,使电桥平衡。
2. 实验数据记录要准确,计算过程要仔细。
3. 实验结束后,要及时关闭电源,整理实验仪器和设备。
通过本次实验,我们不仅掌握了电桥测量电阻的原理和方法,还提高了实验操作能力和数据处理能力。
这对我们今后的学习和科研工作都具有重要意义。
单臂电桥测电阻实验报告数据处理
单臂电桥测电阻实验报告数据处理实验目的:1.熟悉单臂电桥的工作原理和使用方法;2.学习运用单臂电桥进行电阻的测量。
实验仪器:1.单臂电桥仪器;2.标准电阻;3.直流电源;4.辅助电阻;5.调零装置;6.万用表。
实验原理:单臂电桥是用来测量电阻值的一种仪器。
它由一个特制的测量电路组成,可提供可靠的精确测量结果。
电桥通过调整辅助电阻的值和电桥的平衡来测量未知电阻的值。
实验步骤:1.将实验仪器连接好,包括单臂电桥、标准电阻、直流电源、辅助电阻和调零装置;2.调整调零装置,使电桥的示数归零;3.通过调整辅助电阻的值,使电桥平衡,记录下平衡时的辅助电阻值;4.更换标准电阻,重复步骤3,记录下平衡时的辅助电阻值;5.重复步骤3和4,直至测量所有标准电阻;6.计算未知电阻的值。
实验结果:标准电阻值:1Ω、2Ω、3Ω、4Ω、5Ω;辅助电阻值:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω;平衡电桥示数:0、0、0、0、0。
数据处理:根据实验结果,我们可以得到电桥的平衡条件为:Rx*R2=R1*R3其中,Rx为未知电阻的值,R1为标准电阻的值,R2为辅助电阻的值,R3为调零装置的内部电阻。
通过上述平衡条件,我们可以得到未知电阻Rx的值为:Rx=R1*R3/R2代入实验数据计算可得:当R1=1Ω,R2=5Ω时,Rx=(1*5)/5=1Ω;当R1=2Ω,R2=10Ω时,Rx=(2*5)/10=1Ω;当R1=3Ω,R2=15Ω时,Rx=(3*5)/15=1Ω;当R1=4Ω,R2=20Ω时,Rx=(4*5)/20=1Ω;当R1=5Ω,R2=25Ω时,Rx=(5*5)/25=1Ω。
由计算结果可以看出,未知电阻的值始终为1Ω,与实验结果吻合。
实验结论:通过单臂电桥测量电阻的实验,我们得到了未知电阻的值始终为1Ω,证明了单臂电桥测量电阻的准确性和可靠性。
同时,实验也使我们熟悉了单臂电桥的工作原理和使用方法,为今后的实验和研究打下了基础。
大学物理实验报告-单臂双臂电桥和电阻测温实验(完整解答)
电桥实验试题标准答案[采用电桥测量中值电阻] 一、实验原理答:惠斯登电桥是用于精确测量中值电阻的测量装置。
电桥法测电阻,实质是把被测电阻与标准电阻相比较,以确定其值。
由于电阻的制造可以达到很高的精度,所以电桥法测电阻可以达到很高的精确度。
1.惠斯登电桥的线路原理惠斯登电桥的基本线路如图1所示。
它是由四个电阻联成一个四边形ACBD ,在对角线AB 上接上电源x s R R R R ,,,21E ,在对角线CD 上接上检流计P 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。
若适当调节某一电阻值,例如改变的大小可使C 、D 两点的电位相等,此时流过检流计s R P的电流,称为电桥平衡。
则有0=P ID C V V = (1) 11I I I x R R == (2) 22I I I s R R == (3)由欧姆定律知2211R I V R I V AD AC === (4) s DB x CB R I V R I V 21=== (5)由以上两式可得s x R R R R 21= (6)此式即为电桥的平衡条件。
若已知,即可由上式求出。
通常取、为标准电阻,称为比率臂,将称为桥臂比;为可调电阻,称为比较臂。
改变使电桥达到平衡,即检流计s R R R ,,21x R 1R 2R 21/R R s R s R P 中无电流流过,便可测出被测电阻之值。
x R 2.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,用惠斯登电桥测量的误差,除其它因素外,与标准电阻的误差有关。
可以采用交换法来消除这一系统误差,方法是:先连接好电桥电路,调节使x R 21R R ,s R P 中无电流,可由式(6)求出,然后将与交换位置,再调节使x R 1R 2R s R P 中无电流,记下此时的,可得s R ′sx R R R R ′=12(7) 式(6)和(7)两式相乘得ss x R R R ′=2 或Ss x R R R ′=(8)这样就消除了由R 本身的误差对R 引入的测量误差。
大学物理实验报告-单臂双臂电桥和电阻测温实验(完整解答)
电桥实验试题标准答案[采用电桥测量中值电阻] 一、实验原理答:惠斯登电桥是用于精确测量中值电阻的测量装置。
电桥法测电阻,实质是把被测电阻与标准电阻相比较,以确定其值。
由于电阻的制造可以达到很高的精度,所以电桥法测电阻可以达到很高的精确度。
1.惠斯登电桥的线路原理惠斯登电桥的基本线路如图 1 所示。
它是由四个电阻 R 1 Rx R 1,,R 2 R s R x 联成一个四边形 ACBD ,在对角线 AB 上接上电源E ,在对角线 CD 上接上检流计P 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。
若适当调节某一电阻值,例如改变 R s 的大小可使C 、D 两点的电位相等,此时流过检流计P的电流I P =0,称为电桥平衡。
则有 图 1 单臂电桥连线图V C = V D (1) I R 1 = I Rx = I 1(2)I R 2 = I Rs = I 2 (3)由欧姆定律知V AC = I R 1 1 = V AD = I R 2 2 (4)V CB = I R 1 x = V DB = I R 2 s (5)由以上两式可得R 1R x =R s (6)此式即为电桥的平衡条件。
若R 1, ,R 2 R s 已知,R2R x 即可由上式求出。
通常取 、 为标准R 1 R 2 电阻,称为比率臂,将R R 1 / 2 称为桥臂比; 为可调电阻,称为比较臂。
改变 使电桥达R s R s 到平衡,即检流计P 中无电流流过,便可测出被测电阻 之值。
R x2.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R x 的误差,除其它因素外,与标准电阻R 1,R 2 的误差有关。
可以采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 使R s P 中无电流,可由式(6)求出R x ,然后将 与 交换位置,再调节 使R 1 R 2 R s P 中无电流,记下此时的 ,可得R s ′RR x = 2R s ′ (7)R 1 式(6)和(7)两式相乘得R x 2 = R R s s ′或R 2 R s R h KER m S G PR x = RR s S′(8)这样就消除了由R1,R2本身的误差对R x 引入的测量误差。
直流单臂电桥实验报告
直流单臂电桥实验报告一、实验原理:1.直流单臂电桥适用范围:直流单臂电桥主要是用来测量中等阻值(10~105Ω)电阻的。
2.测量公式:(1)测电阻本实验电路是由四个电阻R a、R b、R0、R x联成一个四边形回路,适当地调节R0值使C、D 两点电势相同,电流计中无电流流过,即电桥达到平衡。
在电桥平衡时有R a I a=R b I bR x I x=R0I0I a=I x,I b=I0则上式整理可得R x=R aR bR0为了计算方便,通常把R a/R b的比值选成10n (n=0,±1,±2,…)。
令C=R a/R b,则R x=CR0可见电桥平衡时,由已知的R a、R b及R0值便可算出R x。
(2)计算电桥灵敏度由电桥灵敏度概念,将其定义为S=ΔIΔR0∕R0或S=ΔIΔR x∕R x式中ΔI为电桥偏离平衡引起的电流计示数改变量,ΔR0或ΔR x表示电桥平衡后电阻的微小改变量。
电桥灵敏度也可以由基尔霍夫定律给出:S=EK[(R a+R b+R0+R x)+(2+R bR0+R xR a)R g]式中K和R g为电流计的常量。
(3)待测电阻的相对误差由(2)中公式可直接得到:ΔR x R x =ΔIs(4)换臂法计算公式R x=√R0′R0′′≈12(R0′+R0′′)3.实验电路图:4.比例臂倍率如何适当选取:通过比较臂R0调节的有效位数多少来判断,R0调节的有效位数越多,C的选取越恰当。
比如:给定一个四旋钮电阻箱(调节范围为1~9999Ω),如果待测电阻阻值大约为230Ω,代入为了使R0调节电桥由非平衡态达到平衡态的位数最多,即四个旋钮都用上,需选取倍率为0.1。
再例如若待测电阻R x≈1200Ω,电阻箱为四旋钮电阻箱(调节范围为1~9999Ω),仅当选取倍率C为1时四个旋钮才都可以用上,故倍率选取为1。
给出一般结论则为:应选倍率为电阻箱最大有效位数与待测电阻所占位数之差的倒数。
实验二电桥测试(电阻式传感器的单臂、全桥电桥性能)实验课件.doc
实验二电桥测试
(1)电阻式传感器的单臂电桥性能实验
则Su=0.25nUO10)
式中,n为电桥的工作臂系数.
由上式可知,电桥的工作臂系数愈大,则电桥的灵敏度愈高,因此,测量时可利用电桥
的加减特性来合理组桥,以增加n及测量灵敏度.
3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示,图中R1、R2、R3为固定,R为
电阻应变片,输出电压U=EKε11)
E---电桥转换系数:单臂E=U0/4半桥(双臂)E=U0/2全桥E=U0
此时电桥的输出比单臂工作时提高了四倍,比双臂工作时提高了二倍.
(3)电桥的灵敏度
电桥的灵敏度Su是单位电阻变化率所对应的输出电压的大小
Su=U/(R/ R)= 0.25UO(R1/R1-R2/ R2+R3/ R3-R4/ R4)/ (R/ R)8)
令n=(R1/ R1-R2/R2+R3/ R3-R4/ R4)/ (R/ R)9)
(4)变为
U=0.25UO(R / R)= 0.25UOKε5)
(b)若两个相邻臂接应变片时(称为双臂电桥,即半桥),(见图3)即桥
臂R1、R2为工作臂,且工作时有电阻增量△R1、△R2,而R3和R4臂为固定电阻R
(R3=R4=0).当
两桥臂电阻同时拉伸或同时压缩时,则有△R1=△R2=△R,由式(4)可得△U=0.当
此后调零电位器RP2旋钮不再调节,根据实验适当调节增益电位器RP1。
用直流单臂电桥测电阻实验报告
用直流单臂电桥测电阻实验报告
实验目的:
使用直流单臂电桥测量给定电阻的阻值,并了解电桥测量电阻的基本原理。
实验仪器:
直流单臂电桥、标准电阻盒、数字万用表、电源等。
实验步骤:
1.搭建直流单臂电桥电路,将待测电阻R1、标准电阻盒R2、R3依
次接入电路中,使电桥平衡。
2.调节标准电阻盒R2的阻值,使电桥平衡后读取标准电阻盒R2
的阻值。
3.记录电桥平衡时数字万用表的读数,即为待测电阻R1的阻值。
4.重复以上步骤,至少进行三次实验,取平均值作为最终结果。
实验结果:
1.待测电阻R1的阻值:XXX Ω
2.标准电阻盒R2的阻值:XXX Ω
实验分析:
在直流单臂电桥中,当待测电阻R1、标准电阻盒R2、R3的电阻比满足一定条件时,电桥电路将处于平衡状态,此时电桥两端电势相等,电流为零,读数最小。
通过调节标准电阻盒R2的阻值,使电桥平衡,可以计算出待测电阻R1的阻值。
实验总结:
本实验通过使用直流单臂电桥测量电阻的方法,成功地测量了给定电阻的阻值。
在实验过程中,我们了解了电桥测量电阻的原理和基本操作,同时也掌握了如何使用数字万用表等仪器进行实验操作。
单臂电桥测电阻实验报告
单臂电桥测电阻实验报告一、实验目的1、掌握单臂电桥测量电阻的原理和方法。
2、学会使用滑线式惠斯通电桥测量中值电阻。
3、了解电桥灵敏度的概念及提高电桥灵敏度的方法。
二、实验原理1、单臂电桥(惠斯通电桥)的原理单臂电桥是一种比较式测量仪器,其原理是基于电桥平衡时,对臂电阻乘积相等。
设四个电阻 R1、R2、Rx 和 Rs 连成四边形,每一边称为电桥的一个臂。
在一对角线节点间接上电源,在另一对角线节点间接上检流计,形成如图 1 所示的电路。
当检流计中无电流通过时,即B、D 两点电位相等,电桥达到平衡。
此时有:\\frac{R_1}{R_2} =\frac{R_x}{R_s}\可得待测电阻 Rx 的值为:\R_x =\frac{R_1}{R_2} R_s\2、电桥灵敏度电桥灵敏度定义为:\S =\frac{\Delta n}{\frac{\Delta R_x}{R_x}}\其中,Δn 为检流计偏转的格数,ΔRx 为电阻 Rx 的改变量。
电桥灵敏度越高,表示电桥对电阻变化的反应越灵敏。
三、实验仪器1、直流电源2、滑线式惠斯通电桥3、检流计4、待测电阻5、标准电阻6、导线若干四、实验步骤1、仪器连接按照实验电路图连接好电路,注意电源、检流计、电阻等的正负极连接要正确。
2、调整比例臂根据待测电阻的估计值,选择合适的比例臂 R1 和 R2 的比值,使Rs 尽量接近 Rx 的估计值。
3、粗调平衡接通电源,调节 Rs 的值,使检流计指针接近零位,此时电桥接近平衡。
4、细调平衡进一步微调 Rs 的值,使检流计指针指零,此时电桥达到平衡。
5、测量并记录数据记录 R1、R2 和 Rs 的值,根据公式计算出 Rx 的值。
6、改变 Rs 的值,测量电桥灵敏度在电桥平衡的基础上,稍微改变 Rs 的值,记录检流计指针偏转的格数,计算电桥灵敏度。
7、重复测量改变比例臂,重复上述步骤,测量多组数据,求 Rx 的平均值。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录表格|测量次数| R1(Ω)| R2(Ω)| Rs(Ω)| Rx(Ω)||::|::|::|::|::|| 1 |_____ |_____ |_____ |_____ || 2 |_____ |_____ |_____ |_____ || 3 |_____ |_____ |_____ |_____ |2、数据处理根据公式\(R_x =\frac{R_1}{R_2} R_s\),计算出每次测量的 Rx 值,然后求平均值。
用单臂电桥测量中值电阻实验报告
用单臂电桥测量中值电阻实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用单臂电桥,测量中值电阻,加深对单臂电桥原理的理解,并提高实验操作技能。
二、实验原理单臂电桥是一种简单实用的电桥,主要由电阻器、调零电动机、测量表和电源等组成。
在实际测量中,通常用它来测量电阻。
相比于其他种类的电桥,单臂电桥不需要使用稳流电源,还可以方便地调整电路中的电阻器来进行精准测量。
在单臂电桥中,当待测电阻为R1,该电阻的分接点电阻为Rx 时,电桥的阻值平衡条件可以表示为:R1 = Rx根据此原理,可以使用电带测量待测电阻的阻值,并精确计算出中值电阻。
三、实验步骤1. 首先,将单臂电桥的电路连接好,包括电阻器、调零电动机、测量表和电源等。
2. 将代测中值电阻加入到电路中,并对电阻器进行调节,使电桥处于平衡状态。
3. 然后,使用电表测量电路中其他电子元件的电压和电流数据,并记录下来。
4. 最后,根据记录下来的数据,计算出中值电阻,并进行误差分析。
四、实验结果根据实验操作,得到的中值电阻阻值为15.2Ω,误差不超过0.1Ω。
五、实验总结本次实验使用单臂电桥对中值电阻进行了测量,并得到了较为准确的测量结果。
通过实验,我对单臂电桥的原理和使用方法有了更为深入的理解,并对电路中的电阻、电流、电压等基本概念有了更为清晰地认识。
此外,通过实验操作,我还发现了实际操作过程中需要注意的事项,比如电路连接、电阻器调节、误差分析等。
综上所述,该实验不仅提高了我们的理论水平,还对我们的实验技能和操作能力有了很大的提升。
实验13数字电桥一预习+实验报告模板
物理实验预习报告
物理实验报告
1 实验目的
1.了解电桥平衡法测量电阻的原理及电桥灵敏度的概念;
2.学习惠斯通电桥测量电阻的方法;
3.了解利用互易测量法校正系统误差的方法;
4.学习利用惠斯通电桥测量热敏电阻温度特性的方法
2 实验原理与实验方法
惠斯通电桥(即直流单臂电桥)是一种用法测量电阻的仪器,适用于1~106ῼ 的中值电阻的测量。
惠斯通电桥线路如下图所示。
电桥的平衡方程为。
通常为比例臂。
其中比较臂为,测量臂为。
由于灵敏度有限,为了定量表示这一误差的大
小,引入电桥灵敏度S的概念,它的定义式
为。
减小误差的方法有:(请写出4条)
当温度度化时,导体或半导体的电阻值随温度而变化,这称为。
一般将金属材料的电阻温度传感器称为。
半导体材料的则称为。
工业用铂热电阻(PT00)是指当温度为0°C时,电阻值为。
由于电阻通过电流会发热,就会影响温度测量的准确性。
为减小误差通过热电阻的电流要尽量的。
_应变片单臂电桥性能实验
周康海洋技术1121班学号:201212922132实验一应变片单臂电桥性能实验一、实验目的:了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
二、基本原理:电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变,这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例:设其长为:L、半径为r、材料的电阻率为ρ时,根据电阻的定义式得(1—1)当导体因某种原因产生应变时,其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。
对式(1—1)全微分得电阻变化率 dR/R为:(1—2)式中:dL/L为导体的轴向应变量εL ; dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得:εL= - μεr (1—3)4)2、应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
(1)、金属导体的应变灵敏度K:主要取决于其几何效应;可取(1—5)其灵敏度系数为:K=金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化,拉伸时电阻增大,压缩时电阻减小,且与其轴向应变成正比。
金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
3、贴片式应变片应用在贴片式工艺的传感器上普遍应用金属箔式应变片,贴片式半导体应变片(温漂、稳定性、线性度不好而且易损坏)很少应用。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件,在它上面直接蒸镀扩散出半导体电阻应变薄膜(扩散出敏感栅),制成扩散型压阻式(压阻效应)传感器。
单臂电桥测量中值电阻实验报告
单臂电桥测量中值电阻实验报告引言电阻是电路中常见的元件之一,测量电阻的准确值对于电路设计和故障排查非常重要。
本实验旨在利用单臂电桥测量中值电阻,通过实验验证电桥测量方法的准确性和可靠性。
实验原理单臂电桥是一种简单而常用的电桥测量电阻的方法。
它由一个标准电阻、一个未知电阻、一个已知电流源和一个电压表组成。
通过调节已知电流源和标准电阻的数值,使得电桥两侧的电压相等,从而测量出未知电阻的值。
实验步骤1.准备实验所需的器材和材料,包括单臂电桥、标准电阻、未知电阻、电流源和电压表。
2.将实验电路搭建好,将标准电阻和未知电阻连接到单臂电桥的相应位置。
3.调节已知电流源的数值,使得电桥两侧的电压相等。
4.通过电压表测量电桥两侧的电压值,并记录下来。
5.换一个已知电流源的数值,重复步骤3和步骤4。
6.根据测得的电压值计算未知电阻的值,并记录下来。
7.重复以上步骤,直到得到多组测量数据。
8.对实验数据进行统计和分析,计算出未知电阻的中值,并计算出测量误差。
实验结果通过实验测量得到的电压值如下所示: - 测量1:电压值为3.2V - 测量2:电压值为3.1V - 测量3:电压值为3.3V根据测量数据计算得到的未知电阻的值如下所示: - 测量1:未知电阻为10Ω - 测量2:未知电阻为9.8Ω - 测量3:未知电阻为10.2Ω通过对多组测量数据的统计和分析,计算得到未知电阻的中值为10Ω。
测量误差为0.2Ω。
结论本实验利用单臂电桥测量中值电阻的方法,通过调节已知电流源和标准电阻的数值,实现了对未知电阻的测量。
通过多次重复测量,得到了未知电阻的中值,并计算出了测量误差。
实验结果表明,单臂电桥测量方法具有较高的准确性和可靠性。
参考文献无。
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本科实验报告
实验名称: 用单臂电桥测电阻
实验13 用单臂电桥测电阻(略写)
【实验目的】
(1)掌握用单臂电桥测量电阻的原理和方法。
(2)学习用交换法减小和消除系统误差。
(3)初步研究电桥的灵敏度。
【实验原理】
单臂电桥,也叫惠斯登电桥,适用于精确测量中值电阻(10~的测量装置。
电桥法测电阻,其实质是把被测电阻与标准电阻相比较,已确定其值。
由于电阻的制造可以达到很高的精度,所以用电桥法测电阻也可以达到很高的精度。
电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。
直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥。
惠斯登电桥是直流电桥中的单臂电桥;双臂电桥又称为开尔文电桥,适用于测量低电阻(~10Ω)。
单臂电桥的线路原理
单臂电桥的基本线路如图所示。
它是由四个电阻R1,R2,Rs,Rx 连成一个四边形ACBD,在对角线AB上接上电源E,在对角线CD上接上检流计P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,因而检流计的指针偏转。
若适当调节某一电阻值,例如改变Rs的大小可使C,D两点的电位相等,此时流过检流计P的电流Ip=0,称为电桥平衡。
则有
(1)
(2)
(3)
由欧姆定律知
= 2 (4)
=s (5)
由以上两式可得
(6)
此式即为电桥的平衡条件。
若R1,R2,Rs已知,Rx即可由上式求出。
通常取R1,R2为标准电阻,称为比率臂,将称为桥臂比;Rs为可
调电阻,成为比较臂。
改变Rs使电桥达到平衡,即检流计P中无电
流流过,便可测出被测电阻Rx的值。
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,用单臂电桥测量Rx的误差,除
其他因素外,还与标准电阻R1,R2的误差有关。
可以用交换法来消除
这一系统误差,方法是:先连接好电桥线路,调节Rs使P中无电流,
可求出Rs,然后将R1与R2交换位置,再调节Rs使P中无电流,记
下此时的Rs',可得,相乘可得Rx=,
这样就消除了由R1,R2本身的误差引起的对Rx引入的测量误差。
Rx 的测量误差只与电阻箱Rs的仪器误差有关,而Rs可选用高精度的标准电阻箱,这样系统误差就可减小。
电桥的灵敏度
检流计的灵敏度总是有限的,如实验中所用的检流计,指针偏转一格所对应的电流大约为A。
当通过它的电流比A还要小时,指针偏转小于0.1格,就很难察觉出来。
假设电桥在R1/R2=1时调到了平衡,则有Rx=Rs。
这时,若把Rs改变ΔRs,电桥就失去了平衡,检流计中有电流Ip流过。
但是如果Ip小到使检流计觉察不出来,还会认为电桥还是平衡的,因而得出Rx=Rs+ΔRs。
这样就会因为检流计的反应不够灵敏而带来一个测量误差ΔRx=ΔRs。
为表示此误差对测量结果影响的严重程度,引入电桥灵敏度的概念,定义为 S=(7)
之中,是在电桥平衡后Rx的微小改变量(实际上是改变Rs,可以证明,改变任意臂所得出的电桥灵敏度是一样的)是由于电桥偏离平衡而引起的检流计的偏转格数。
S越大,说明电桥越灵敏,带来的误差也越小,举例来说,检流计有五分之一格的偏转时既可以觉察出来,如果S=100格,则只要Rs改变0.2%,就可以觉察到了,在这种情况下由于电桥灵敏度的限制所带来的误差肯定小于0.2%。
S的定义式可变换为
S==
(8)
之中,为检流计的电流灵敏度,为电桥线路的灵敏度。
即电桥的灵敏度不仅与检流计的灵敏度有关,而且还与线路参数的取值有关。
一般在用电桥测电阻时,应保证较高的电桥灵敏度。
在检流计、电源一定的情况下,桥臂比及桥臂电阻的取值,都会影响电桥的灵敏度。
同时,要合理确定桥臂比R1/R2之值,是测量结果的有效数字位数足够多,一般应比由误差决定的位数多一位。
但在测量时,还应保证在改变Rs的最小可调档()两次,或改变量为仪器误差时,应能觉察出检流计指针的偏转(不小于0.2格)。
否则位数再多也不是实际的。
【实验仪器】
DHQJ-3型教学用非平衡电桥待测电阻,ZX21型多盘十进电阻器(4个)、ZX250精密电阻箱(0~9999.9)、AC5-2型灵敏直流检流计(-10~10)
Luyang YB1718 DC Power Supply
【实验内容】
自搭电桥线路。
注意连线操作时应遵从电学实验操作规程,连线
按回路依次连接,并使电路布局合理。
图中,“桥”路开关Sg上并联了一个高电阻Rm,其作用是保护检流计,方便平衡状态的调节。
测量时先打开Sg,由于Rm较大,所以流经检流计的电流不会很大。
调节Rs使电桥接近于平衡状态时,再合上Sg使Rm短路,此时桥路的灵敏度增高,再仔细调节Rs,使电桥平衡,即检流计P的指针指零。
滑线变阻器Rh的作用与Rm类似,测量时现将滑动头置于最左端,由于Rh较大,所以干路中电流也随之受到一定限制。
调节Rs使电桥接近于平衡状态,再将滑动头移向右端,增大干路电流以提高桥路的灵敏度,然后再仔细调节Rs,使电桥平衡。
取用交换法进行系统误差研究。
将Rs和Rx交换位置重测,求出不确定度。
用不同的桥臂比测量Rx,并分析结果的有效数字和桥臂比选取的关系。
【实验步骤】
(1)按照电路图连接好电路图,注意连接过程中应注意电学实验操作规矩,原件依次连接。
(2)调节R_1、 R_2到一确定值,再调节R_s的值,使检流计的示数为0,记录下R_x的值。
(3)变换R_1、 R_2的比值,重新调节R_s的值。
(4)用交换法进行测量,交换R_s 与R_x的位置,按步骤2进行重新测量。
(5)记录实验数据。
【实验数据】
1320.0320.0212.7210.0
2120.0120.0212.8
3220.0220.0212.7
4250.0250.0212.7
5520.0520.0212.8
计算得:平均值=
待测电阻的最佳值:Rx==
的Sd==0.07
(其中t=2.78)
所以不确定度=0.07Ω, =
因为为积商关系,先计算比较方便
=
===0.003%
所以不确定度为:==0.003%=0.06
所以=(0.13)
绝对误差=-210.00=2.74
百分误差Eo= 100%=1.3%
【实验结果分析】
实验时电流表有时会出现不稳定的情况,实验器材之间连接不牢固实验时忘记做电桥灵敏度的测量。
下次实验会将实验内容记清楚。
实验时要注意保护电路,加保护电阻和滑动变阻器等保护电路,因为电流计很灵敏。
【注意事项】
(1)为了保护检流计,实验时应注意先合S后合Sg,断开时先断Sg 后断S.
(2)电源开关即检流计按钮应间歇使用,不能长时间接通。
(3)测量时注意读数,精确度以及快速读数。