用单双臂电桥测电阻
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Leabharlann Baidu
电桥的平衡条件： 是待测电阻， 电桥的平衡条件：设Rx是待测电阻，其他三个是 已知电阻，且可调其阻值。只调R，或调R 已知电阻，且可调其阻值。只调 ，或调 1和R2的 两点电位相等， 比值，就可使C 比值，就可使 、D两点电位相等，电桥无输出， 两点电位相等 电桥无输出， 通过通过检流计的电流I为零 指针不偏转）， 为零（ ），这 通过通过检流计的电流 为零（指针不偏转），这 种状态称为电桥平衡。 种状态称为电桥平衡。 通过R 的电流相同，设为I 通过R和 通过 1和R2的电流相同，设为 1，通过 和Rx的 电流也相同，设为I 电流也相同，设为 2，四个桥臂上的电压有如下 关系： 关系：
C1 P 1
P2
C2
Rx
R1 =1 R2
二、箱式电桥 本电桥为单臂双臂 两用电桥， 两用电桥， 通过开 关转换， 关转换，可以方便 地用单臂电桥方式 测量1—105Ω的电 测量 的电 阻；用双臂电桥方 式测量10—10-4Ω 式测量 的电阻。 的电阻。
【实验仪器】 实验仪器】 一、单双两用电桥
二、电阻箱
三、检流计
1 输入端 2 电流量程选择 钮 3接地端 接地端 4 调零钮 5 刻度 6 指针
N为电阻箱的转盘数，R为电阻箱使用时的取值。 为电阻箱的转盘数， 为电阻箱使用时的取值 为电阻箱使用时的取值。 为电阻箱的转盘数 R为一次测量，按均匀分布，因此式中的第3项可 为一次测量，按均匀分布，因此式中的第 项可 为一次测量 取 u(R) ∆R = R 3R
（2）．测量的最佳条件。 ）．测量的最佳条件。 ）．测量的最佳条件
§3.1 用单双臂电桥测电阻
【预习重点】 预习重点】 1.电桥的平衡条件和灵敏度。 电桥的平衡条件和灵敏度。 电桥的平衡条件和灵敏度 2.电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。 电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。 电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件 3.箱式电桥的使用方法。 箱式电桥的使用方法。 箱式电桥的使用方法
∆n S= ∆R R
3．系统误差的消除 ． ）．误差分析 （1）．误差分析。 ）．误差分析。 考虑电桥灵敏度对测量结果的影响， 考虑电桥灵敏度对测量结果的影响，可得出不确定 度的传播律为
u (Rx ) ur (Rx ) = Rx u(R1) 2 u(R2 ) 2 u(R) 2 u(∆R ') 2 = ( ) +( ) +( ) +( ) R1 R2 R R
2．用双臂电桥测电阻3# ．用双臂电桥测电阻 10Ω以下电阻测定应用双桥法测量。 以下电阻测定应用双桥法测量。 以下电阻测定应用双桥法测量 被测电阻按四端方式（见图）连接到仪器的C 被测电阻按四端方式（见图）连接到仪器的 、P、P、 C端子上，估计被测电阻值，按表推荐方案，选择好 s 端子上， 端子上 估计被测电阻值，按表推荐方案，选择好R 双桥方式下内附的标准电阻） （双桥方式下内附的标准电阻）及M（仅有、供选择）， （仅有、供选择）， 当开关M置于档，则M=100Ω。按下G开关，再按下B开 当开关 置于档， 。按下 开关，再按下 开 置于档 开关 快速调整R各值使电桥平衡 如果一次调整不完， 各值使电桥平衡。 关，快速调整 各值使电桥平衡。如果一次调整不完， 可以抬起B开关 开关， 秒再按下B开关 可以抬起 开关，过1-2秒再按下 开关，继续前面的平 秒再按下 开关， 衡操作。电桥平衡后，按下式计算被测电阻： 衡操作。电桥平衡后，按下式计算被测电阻：Rx=Rs
UAC = UAD UCB = UDB
即：
I2 Rx = I1R1 I2 R = I1R2
由平衡条件得待测电阻： 由平衡条件得待测电阻：
R1 Rx = R R2
式中R 称为比例臂， 称为比较臂 称为比较臂。 式中 1和R2称为比例臂，R称为比较臂。 2．电桥的灵敏度 ． 电桥平衡后，若改变任一桥臂电阻， 电桥平衡后，若改变任一桥臂电阻，必然会破坏 平衡，使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后， 平衡，使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后， 将某一桥臂R改变一小量 改变一小量△ ， 将某一桥臂 改变一小量△R，引起检流计偏转为 △n，则定义电桥灵敏度为 ，
2．取比例臂电阻R1/R2=1，要求R1>100Ω，然后合上开 ．取比例臂电阻 ，要求 ， 调节R的阻值使检流计指示为零 由于保护电阻R 的阻值使检流计指示为零， 关，调节 的阻值使检流计指示为零，由于保护电阻 s 为最大，此时电桥的灵敏度较低， 为最大，此时电桥的灵敏度较低，电桥可能并未实现平 需要减小保护电阻R 以提高电桥的灵敏度， 衡，需要减小保护电阻 s以提高电桥的灵敏度，再看检 流计是否指示为零，不是则需要调节R使检流计指示为 流计是否指示为零，不是则需要调节 使检流计指示为 零。最后要把保护电阻Rs取为零（即电桥灵敏度最高）， 最后要把保护电阻 取为零（即电桥灵敏度最高）， 再调节R的阻值使检流计指示为零 如果单调节R不能使 的阻值使检流计指示为零， 再调节 的阻值使检流计指示为零，如果单调节 不能使 检流计恰好指零，则需要调节R 使检流计指示为零。 检流计恰好指零，则需要调节 1或R2使检流计指示为零。 在此条件下测电桥的灵敏度， 一个较小的改变量△ ， 在此条件下测电桥的灵敏度，给R一个较小的改变量△R， 一个较小的改变量 由于电桥失去平衡，检流指示不为零，记录指针的最大 由于电桥失去平衡，检流指示不为零， 偏转格数。 偏转格数。 3．为了提高测量的准确度，把待测电阻Rx换接到桥臂 ．为了提高测量的准确度，把待测电阻 的右端，再按照步骤2测量 测量1次 的右端，再按照步骤 测量 次。
一、单臂电桥
1、电桥的结构和平衡条件 、 单臂电桥的原理电路如图， 单臂电桥的原理电路如图， 电阻R 电阻 x、R、R1和R2连成一个 四边形， 四边形，每一边称为电桥的 一个桥臂。 一个桥臂。以四边形对角顶 作为输入端， 点A、B作为输入端，与电源 作为输入端 E相连；另两顶点C、D作为 相连；另两顶点 作为 相连 输出端，与检流计相连。 输出端，与检流计相连。检 流计用来比较两输出端的电 检验有无电流输出。 位，检验有无电流输出。支 路A-E-B和C-G-D称电桥的两 和 称电桥的两 个桥路。 个桥路。
四、电源、滑线变阻器、开关、导线、待测金属膜 电源、滑线变阻器、开关、导线、 电阻 【实验内容】 实验内容】 一 、用单臂电桥测未知电阻 1．由3个电阻箱与 个待测电阻 ． 个电阻箱与1个待测电阻 个电阻箱与 按图接线组成单臂电桥， 按图接线组成单臂电桥，把1# 待测电阻R 接到桥臂的左端， 待测电阻 x接到桥臂的左端， 打开开关， 打开开关，把保护电阻滑线变 阻器R 取为最大。 阻器 s取为最大。
式中第4项 式中第 项
u(∆R' ) 1 ∆R' 0.1 = = R 3 R 3S
本实验比例臂使用0.1级电阻箱，比较臂使用0.02级 本实验比例臂使用 级电阻箱，比较臂使用 级 级电阻箱 电阻箱， 电阻箱，按级数规定的相对引用误差分别为
∆R N = (0.1+ 0.5 )% R R
∆R N = (0.02 + 0.5 )% R R
二、 用箱式电桥测未知电阻 1．用单臂电桥测电阻2# ．用单臂电桥测电阻 电源线连到市电上，打开后板上开关，预热10分钟 电源线连到市电上，打开后板上开关，预热 分钟 灵敏度调至最小，调零使表头指针指零。 开关 后，灵敏度调至最小，调零使表头指针指零。S开关 打向“ 位置，用导线将被测电阻连接到“ 两 打向“单”位置，用导线将被测电阻连接到“Rx”两 个接线端子上，按表推荐的方案，根据R 估计值， 个接线端子上，按表推荐的方案，根据 x估计值，选 择适宜的M值 被率值），尽可能使R的 ），尽可能使 择适宜的 值（被率值），尽可能使 的*100盘有一 盘有一 个字。 内接、外接”开关打向“内接” 按下G 个字。将“内接、外接”开关打向“内接”，按下 开关和B开关 从高到低，调节R各盘值 开关。 各盘值， 开关和 开关。从高到低，调节 各盘值，使表头指 针归零或接近零，使电桥平衡或接近平衡。 针归零或接近零，使电桥平衡或接近平衡。将灵敏 度逐渐调至最大，电桥平衡后，测试完毕，抬起B开 度逐渐调至最大，电桥平衡后，测试完毕，抬起 开 开关， 关，G开关，按下式计算被测电阻值：Rx=MR 开关 按下式计算被测电阻值：
【实验目的】 实验目的】 1.学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。 学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。 学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法 2.分析并观察电桥线路可能出现的故障。 分析并观察电桥线路可能出现的故障。 分析并观察电桥线路可能出现的故障 3.用箱式电桥测电阻。 用箱式电桥测电阻。 用箱式电桥测电阻 【实验原理】 实验原理】
电桥的平衡条件： 是待测电阻， 电桥的平衡条件：设Rx是待测电阻，其他三个是 已知电阻，且可调其阻值。只调R，或调R 已知电阻，且可调其阻值。只调 ，或调 1和R2的 两点电位相等， 比值，就可使C 比值，就可使 、D两点电位相等，电桥无输出， 两点电位相等 电桥无输出， 通过通过检流计的电流I为零 指针不偏转）， 为零（ ），这 通过通过检流计的电流 为零（指针不偏转），这 种状态称为电桥平衡。 种状态称为电桥平衡。 通过R 的电流相同，设为I 通过R和 通过 1和R2的电流相同，设为 1，通过 和Rx的 电流也相同，设为I 电流也相同，设为 2，四个桥臂上的电压有如下 关系： 关系：
C1 P 1
P2
C2
Rx
R1 =1 R2
二、箱式电桥 本电桥为单臂双臂 两用电桥， 两用电桥， 通过开 关转换， 关转换，可以方便 地用单臂电桥方式 测量1—105Ω的电 测量 的电 阻；用双臂电桥方 式测量10—10-4Ω 式测量 的电阻。 的电阻。
【实验仪器】 实验仪器】 一、单双两用电桥
二、电阻箱
三、检流计
1 输入端 2 电流量程选择 钮 3接地端 接地端 4 调零钮 5 刻度 6 指针
N为电阻箱的转盘数，R为电阻箱使用时的取值。 为电阻箱的转盘数， 为电阻箱使用时的取值 为电阻箱使用时的取值。 为电阻箱的转盘数 R为一次测量，按均匀分布，因此式中的第3项可 为一次测量，按均匀分布，因此式中的第 项可 为一次测量 取 u(R) ∆R = R 3R
（2）．测量的最佳条件。 ）．测量的最佳条件。 ）．测量的最佳条件
§3.1 用单双臂电桥测电阻
【预习重点】 预习重点】 1.电桥的平衡条件和灵敏度。 电桥的平衡条件和灵敏度。 电桥的平衡条件和灵敏度 2.电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。 电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。 电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件 3.箱式电桥的使用方法。 箱式电桥的使用方法。 箱式电桥的使用方法
∆n S= ∆R R
3．系统误差的消除 ． ）．误差分析 （1）．误差分析。 ）．误差分析。 考虑电桥灵敏度对测量结果的影响， 考虑电桥灵敏度对测量结果的影响，可得出不确定 度的传播律为
u (Rx ) ur (Rx ) = Rx u(R1) 2 u(R2 ) 2 u(R) 2 u(∆R ') 2 = ( ) +( ) +( ) +( ) R1 R2 R R
2．用双臂电桥测电阻3# ．用双臂电桥测电阻 10Ω以下电阻测定应用双桥法测量。 以下电阻测定应用双桥法测量。 以下电阻测定应用双桥法测量 被测电阻按四端方式（见图）连接到仪器的C 被测电阻按四端方式（见图）连接到仪器的 、P、P、 C端子上，估计被测电阻值，按表推荐方案，选择好 s 端子上， 端子上 估计被测电阻值，按表推荐方案，选择好R 双桥方式下内附的标准电阻） （双桥方式下内附的标准电阻）及M（仅有、供选择）， （仅有、供选择）， 当开关M置于档，则M=100Ω。按下G开关，再按下B开 当开关 置于档， 。按下 开关，再按下 开 置于档 开关 快速调整R各值使电桥平衡 如果一次调整不完， 各值使电桥平衡。 关，快速调整 各值使电桥平衡。如果一次调整不完， 可以抬起B开关 开关， 秒再按下B开关 可以抬起 开关，过1-2秒再按下 开关，继续前面的平 秒再按下 开关， 衡操作。电桥平衡后，按下式计算被测电阻： 衡操作。电桥平衡后，按下式计算被测电阻：Rx=Rs
UAC = UAD UCB = UDB
即：
I2 Rx = I1R1 I2 R = I1R2
由平衡条件得待测电阻： 由平衡条件得待测电阻：
R1 Rx = R R2
式中R 称为比例臂， 称为比较臂 称为比较臂。 式中 1和R2称为比例臂，R称为比较臂。 2．电桥的灵敏度 ． 电桥平衡后，若改变任一桥臂电阻， 电桥平衡后，若改变任一桥臂电阻，必然会破坏 平衡，使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后， 平衡，使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后， 将某一桥臂R改变一小量 改变一小量△ ， 将某一桥臂 改变一小量△R，引起检流计偏转为 △n，则定义电桥灵敏度为 ，
2．取比例臂电阻R1/R2=1，要求R1>100Ω，然后合上开 ．取比例臂电阻 ，要求 ， 调节R的阻值使检流计指示为零 由于保护电阻R 的阻值使检流计指示为零， 关，调节 的阻值使检流计指示为零，由于保护电阻 s 为最大，此时电桥的灵敏度较低， 为最大，此时电桥的灵敏度较低，电桥可能并未实现平 需要减小保护电阻R 以提高电桥的灵敏度， 衡，需要减小保护电阻 s以提高电桥的灵敏度，再看检 流计是否指示为零，不是则需要调节R使检流计指示为 流计是否指示为零，不是则需要调节 使检流计指示为 零。最后要把保护电阻Rs取为零（即电桥灵敏度最高）， 最后要把保护电阻 取为零（即电桥灵敏度最高）， 再调节R的阻值使检流计指示为零 如果单调节R不能使 的阻值使检流计指示为零， 再调节 的阻值使检流计指示为零，如果单调节 不能使 检流计恰好指零，则需要调节R 使检流计指示为零。 检流计恰好指零，则需要调节 1或R2使检流计指示为零。 在此条件下测电桥的灵敏度， 一个较小的改变量△ ， 在此条件下测电桥的灵敏度，给R一个较小的改变量△R， 一个较小的改变量 由于电桥失去平衡，检流指示不为零，记录指针的最大 由于电桥失去平衡，检流指示不为零， 偏转格数。 偏转格数。 3．为了提高测量的准确度，把待测电阻Rx换接到桥臂 ．为了提高测量的准确度，把待测电阻 的右端，再按照步骤2测量 测量1次 的右端，再按照步骤 测量 次。
一、单臂电桥
1、电桥的结构和平衡条件 、 单臂电桥的原理电路如图， 单臂电桥的原理电路如图， 电阻R 电阻 x、R、R1和R2连成一个 四边形， 四边形，每一边称为电桥的 一个桥臂。 一个桥臂。以四边形对角顶 作为输入端， 点A、B作为输入端，与电源 作为输入端 E相连；另两顶点C、D作为 相连；另两顶点 作为 相连 输出端，与检流计相连。 输出端，与检流计相连。检 流计用来比较两输出端的电 检验有无电流输出。 位，检验有无电流输出。支 路A-E-B和C-G-D称电桥的两 和 称电桥的两 个桥路。 个桥路。
四、电源、滑线变阻器、开关、导线、待测金属膜 电源、滑线变阻器、开关、导线、 电阻 【实验内容】 实验内容】 一 、用单臂电桥测未知电阻 1．由3个电阻箱与 个待测电阻 ． 个电阻箱与1个待测电阻 个电阻箱与 按图接线组成单臂电桥， 按图接线组成单臂电桥，把1# 待测电阻R 接到桥臂的左端， 待测电阻 x接到桥臂的左端， 打开开关， 打开开关，把保护电阻滑线变 阻器R 取为最大。 阻器 s取为最大。
式中第4项 式中第 项
u(∆R' ) 1 ∆R' 0.1 = = R 3 R 3S
本实验比例臂使用0.1级电阻箱，比较臂使用0.02级 本实验比例臂使用 级电阻箱，比较臂使用 级 级电阻箱 电阻箱， 电阻箱，按级数规定的相对引用误差分别为
∆R N = (0.1+ 0.5 )% R R
∆R N = (0.02 + 0.5 )% R R
二、 用箱式电桥测未知电阻 1．用单臂电桥测电阻2# ．用单臂电桥测电阻 电源线连到市电上，打开后板上开关，预热10分钟 电源线连到市电上，打开后板上开关，预热 分钟 灵敏度调至最小，调零使表头指针指零。 开关 后，灵敏度调至最小，调零使表头指针指零。S开关 打向“ 位置，用导线将被测电阻连接到“ 两 打向“单”位置，用导线将被测电阻连接到“Rx”两 个接线端子上，按表推荐的方案，根据R 估计值， 个接线端子上，按表推荐的方案，根据 x估计值，选 择适宜的M值 被率值），尽可能使R的 ），尽可能使 择适宜的 值（被率值），尽可能使 的*100盘有一 盘有一 个字。 内接、外接”开关打向“内接” 按下G 个字。将“内接、外接”开关打向“内接”，按下 开关和B开关 从高到低，调节R各盘值 开关。 各盘值， 开关和 开关。从高到低，调节 各盘值，使表头指 针归零或接近零，使电桥平衡或接近平衡。 针归零或接近零，使电桥平衡或接近平衡。将灵敏 度逐渐调至最大，电桥平衡后，测试完毕，抬起B开 度逐渐调至最大，电桥平衡后，测试完毕，抬起 开 开关， 关，G开关，按下式计算被测电阻值：Rx=MR 开关 按下式计算被测电阻值：
【实验目的】 实验目的】 1.学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。 学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。 学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法 2.分析并观察电桥线路可能出现的故障。 分析并观察电桥线路可能出现的故障。 分析并观察电桥线路可能出现的故障 3.用箱式电桥测电阻。 用箱式电桥测电阻。 用箱式电桥测电阻 【实验原理】 实验原理】