惠斯通电桥测量电阻.ppt

* * 惠斯通电桥测量电阻 引言 1.电桥是利用比较法进行电磁测量 的一种电路连接方式。 2.电桥有直流电桥和交流电桥之分。 3.直流电桥按使用：又分为平衡电 桥和非平衡电桥。 4.几类电桥可以测量很多电学量， 如电阻、电容、电感等，而且配合不同的传感器件，可以测量很多的非电学量，如温度、压力等。 5.直流电桥主要用于电阻测量，有单臂电桥和双臂电桥两种。单臂电桥主要测量中值电阻；双臂电桥用来测量低值电阻。 6.单臂电桥又叫惠斯通电桥。 实验目的 1.掌握惠斯通电桥的基本原理，了解桥式电路的特点。 2.通过用惠斯通电桥测电阻，掌握电桥的使用方法，了解电桥灵敏度概念。 实验原理 1.电阻的测量方法 1.1　伏安法测电阻：R=U/I。 1.2　测量受到电表内阻和 电表等级的限制，不容易准确。 1.３　电桥法则克服了这些缺 点，它不使用电表读数，而是 将待测电阻直接与标准电阻 （电阻量具）进行比较，故可 达到很高的精确度。 D B 图1.伏安法测电阻 图2.电桥法测量电阻 2.惠斯通电桥测量电阻 2.1测量电路 ■.RX与已知电阻R1、R2、Rs连成电桥的四个臂。 ■.对角线AC接电源，称为电桥的电源对角线。 ■.对角线BD接检流计，称为电桥的检测对角线，也称为“桥路”； R是保护电阻 。 ■. 检流计检测B、D两点间的电位差。 2.2电阻测量 ■.当B、D两点间电势不等时，有电流通过检流计，电桥不平衡。 ■.调节 Rs，使检流计中电流为零(Ig=0)，此时B、D两点间电势相等，电桥达到平衡。 于是有: I1 I2 3.惠斯通电桥的灵敏度 实验中，电桥是否平衡是依据检流计有无偏转来判定的，但检流计的灵敏度总是有限的。如取C=1。假设电桥已被调到完全平衡，故然有 Rx=Rs。如果此时令 Rs稍作变化，将 Rs 变成 Rs+?RS ，电桥就应失去平衡，从而应有一个微小的电流流过检流计，如果它小到不能使检流计发生可以觉察的偏转，我们会认为电桥仍然是平衡的，因而得出的结论，就是电桥灵敏度不够而引起的的测量误差。电桥灵敏度定义为： 1.实际线路仪器版面 R1、R2--比例臂电阻。 S1、S2--比例臂选择开关。 R内、R外--测量臂内臂外臂电阻 ×100、×10、×1、×0.1、 ×0.01——测量盘转换开关。 R3——检流计保护电阻。 G——检流计，配接AZ19型检流计，最小电压常数为0.5uV/格，最小电流常数为0.5×10-10A/格。 K1——检流计“粗”接通开关。 K2——检流计“细”接通开关。 K3——检流计“短路”开关。 K4——单桥电源与双桥电源转换开关。开关拨向“单桥”， 实验仪器与设备 选择单桥电源；开关拨向“双桥”，9和10端子方有双桥电源输出，开关 处于“断”位置时，关断了机内单桥电源和双桥输出电源。 1、2端——双桥标准接线端。3、4端——双桥未知电阻接线端。 5、6端——单桥未知电阻接线端。7、8端——检流计接线端。 9、10端——双桥电源输出接线端。11端——静电屏蔽端。 2.仪器介绍 ■.QJ19A型单双臂两用直流电桥 ■.检流计（AZ19直流) ☆先机械调零. ☆将检流计接入电路中. ☆打开电源预热一会. ☆<选择旋钮>置于”调零”. ☆使用<调零旋钮>将指针调到零点. ☆选择合适的量程. ☆实验结束将<选择旋钮>置于表头保护. ☆关闭电源. 实验任务 1.用惠斯通电桥测量2个中值电阻阻值（510；5.1/kΩ). 2.测量电桥的灵敏度. 3.计算测量的不确定度,并对结果进行规范报道. 4.课后思考所留的题目. 1.接线与测量电阻RX ■.1、2端子需用短路片短路 ■.5、6端子接待测电阻RX.(测量两个中值电阻) ■.7、8端子接检流计。 实验步骤 ■.根据RX 估计值(或用万用表粗测值)，按下表建议选择设置R1和R2值(按所有的键盘都能用上增加位数). ■.K4拨向“单桥”。 ■.按下K1（粗）按钮开关，调节十进测量盘，使检流计指零，再按下K2 （细）按钮开关，再次调节十进测量盘，使检流计准确指零，电桥平衡。按下式计算被测电阻值。 2.电桥灵敏度的测量 ■.将电桥调试平衡。 ■.调节Rs使其变动 △RS,若检流计指针离开平衡位置向左偏离△n左格；再使检流计指针离开平衡位置向右偏离△n右格，求其平均值 。 ■.用下式计算电桥的灵敏度： 3.测量的误差分析 电桥仪器的极限误差: ☆.△R=R·a(仪器等级）% ☆.uR= △R/ (B类不确定度） ☆.ER= uR / R示≈ a(仪器等级）/ % 实验的数据记录 待测电阻电阻标称值 RXi/Ω C RS/Ω ΔRS/Ω Δn/格(