(3.1.10)--电桥的使用大学物理实验.ppt

**(单臂、双臂）物理实验教学中心电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式，即是将待测电阻和标准电阻相比较以确定待测电阻是标准电阻的多少倍。由于标准电阻的误差很小，电桥测电阻可达到很高的精确度。它不仅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。电阻按阻值的大小可分为三类：高阻值的电阻(100KΩ以上的)；中阻值的电阻（1Ω-100KΩ）；低阻值的电阻（1Ω以下的）。不同阻值的电阻，测量方法不尽相同。用单臂电桥测中电阻时，可以忽略接线电阻和接触电阻（总称附加电阻）的影响。但用它测低电阻时，就不能忽略了。所以测量电阻小于1Ω时，要有双臂电桥测低电阻。掌握单臂电桥测电阻的工作原理和方法；了解用双臂电桥测低电阻的工作原理，掌握方法；学会测量导体的电阻率及不确定度计算。123实验原理1、单臂电桥的工作原理图为惠斯通（英国物理学家）于1843年提出的电桥电路，它由四个电阻（电桥的臂）和检流计（桥）组成。其中R1、R2、Rs是可调的标准电阻，RX为待测电阻。单臂电桥r实验原理§用单臂电桥测低电阻遇到的问题用单臂电桥测低电阻时，由于接线电阻和接触电阻r(数量级在10-2-10-5Ω）的存在，并且和RX是直接串联的，且阻值接近甚至超过被测阻值，则会导致测量结果误差很大或毫无价值。r如何消除接线电阻和接触电阻对测量结果的影响2、双臂电桥的工作原理实验原理(1)直流双臂电桥测低电阻双臂电桥是对单臂电桥做了两点改进：1、把Rs、Rx由两端接线法改为四端接法。2、增加了一个R3、R4组成的桥臂。mVA注意：电阻的四端接法：是将通过电流的接头和电压的接头分开，并且把电压接头放在里面，就可以避免接线电阻和接触电阻的影响。R2、双臂电桥的工作原理实验原理(1)直流双臂电桥测低电阻12实验原理因此当测得d、L和R之后，可求得导体的电阻率。以圆柱形导体为例式中d为圆形导体的直径(2)测量导体的电阻率2、双臂电桥的工作原理游标卡尺螺旋测微器双臂电桥1、用单臂电桥测电阻的初始设置RN：单桥单桥G：按下3VR2R1电压表R3RN接入被测电阻电源开关B电流表单臂电桥工作方式简化图RX=3V色环电阻分为四色环和五色环，先说四色环。就是用四条有颜色的环代表阻值大小。每种颜色代表不同的数字，如下：黑0?棕1?红2?橙3?黄4?绿5?蓝6?紫7??灰8?白9?.棕色1％、金5%、银10%、无色为20％表示误差。第1色环不会是金、银、黑3种颜色。5色环电阻：第一条色环：阻值的第一位数字；

第二条色环：阻值的第二位数字；

第三条色环：阻值的第三位数字；

第四条色环：阻值乘数的10的幂数；

第五条色环：表示误差。4色环电阻：第一条色环：阻值的第一位数字；

第二条色环：阻值的第二位数字；

第三条色环：阻值乘数的10的幂数；

第四条色环：表示误差。(2)根据Rx估计值，按表1选择比率即设置好R1、R2值，由计算公式确定R3值。(3)将Rx接入，按下20mv档，机械调零。按下“接入”、“B”键。(4)调节R3各盘阻值，使电桥平衡。(1)RN选单桥、右边选单桥、电压3V、G按下。实验内容用单臂电桥测电阻步骤2、用双臂电桥测电阻的初始设置RN：0.01?双桥1.5VR2R1被测电阻R3RN双臂电桥工作方式简化图R1=R2=1000R3=RX=RX:(1.5~2.0)10-4?RN:0.01?1000?15~20?铜棒长度的测量注意：其中P1~P2为电压接点，C1~C2为电流接点。长度测3次，直径测6次。游标卡尺的使用1.单臂直流电桥测电阻:被测电阻标称值（Ω）误差比率K=R2/R1R3（Ω）Rx=KR3（Ω）数据记录与处理620010033000110-2或10-1105%1%1%数据记录与处理2.双臂电桥测导体电阻率(1)测量导体电阻、长度及偏差R3(Ω)Rx(Ω)长度L(cm)测量值与平均值之差?ndCu(mm)?di(?10-2mm)?2di(?10-4(mm)2)1??2???3???4??