惠斯登电桥 .docx
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1、精品名师归纳总结上 海 电 力 学 院物理试验指导书惠斯通电桥全院理工科物理试验室所属课程:高校物理试验试验名称:面对专业: 试验室名称:2006 年 2 月可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、试验目的:1. 明白用惠斯通电桥测电阻的原理和电路特点。2. 学会用箱式直流电桥和自组电桥测电阻。3. 明白用交换法排除误差的方法。4. 明白惠斯通电桥的应用。二、试验仪器、设备:名称型号、规格购买的址及联系方式备注滑线变阻器BX7-14上海胜心电器厂可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电阻箱ZX21 旋转式上海市控江路 1677 号上海精密科学仪器可编辑资料 - - - 欢
2、迎下载精品名师归纳总结导线-上海 21 厂 北京东路科技金城待测电阻 RX1 ,RX2-自制直流稳压电源XJ17233L上海无线电 21 厂箱式直流电桥QJ23 直流上海电表厂检流计J0409浙江温州广明电表厂电键-三、试验原理 测量公式及其它示意图 :用伏安法测电阻时,除了因使用的电流表和电压表精确度不高带来的误差 外,线路本身仍存在不行防止的误差。 在伏安法线路上经过改良的电桥线路克服了这些缺点。它不用电流表和电压表因而与电表的精确度无关,而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,电桥法测电阻可到达很高的精确度。在如图 1 所示的电路中, 假如
3、 Rx、R0、R1 及 R2 各电阻的阻值是任意选定的, 就检流计中可能有电流 Ig 通过,但是,假设四个电阻值选配得适当时,可使检流计无电流通过, 即 Ig=0,此时 C、D 两点的电位相等, 于是 VAC =VAD ,V CB=V DB, 设通过 ACB 一路的电流为 I1,通过 ADB 一路的电流为 I2,就有:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I1R1 = I 2R2和I1Rx = I2 R0以上两式相除得Rx =R1R0R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结上式可写成Rx =R1 R0 = N R01 R2图 1 惠斯通电桥示意图。可编辑资料 - - -
4、欢迎下载精品名师归纳总结假设 R1、R2 和 R0 为标准电阻, Rx 为待测电阻,就由上式可知,待测电阻的阻值可用三个标准电阻的阻值表示出来, 式中 N 称为比率系数。 一般将电阻 R1、R2 、R0 和 Rx 叫做电桥的 “臂”,将接有检流计的对角线 CD 称为“桥”,当桥上没有电流通过时 Ig=0,就称电桥到达平稳。 1式称为电桥的平稳条件。可见, 电桥的平稳与工作电流大小无关, 因此调剂电桥到达平稳有两种方法。 一种是爱护比较臂不变,调剂比率系数 N倍率的值。后一种方法精确度很低。目前广泛采纳具有特定比率系数值的前一种方法。当检流计足够灵敏时, 被测电阻的精确度只与R0 的精确度和 R
5、1/R2 有关。采 用交换法可以排除由于 R1/R2 的误差对 RX 带来的影响。 其方法是当电桥平稳时, 登记比较电阻的数值 Rx,然后在 R1 和 R2 不变的情形下,交换 RX 和 R0 的位置, 重新调整比较电阻的数值使电桥到达新的平稳。假设此时比较电阻的示值为 R0, 就有:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结与等式 Rx =Rx =R1R0 联立,可得:R2R1R0 2R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RRXR003可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可见, Rx 的数值只与比较电阻有关,完全
6、排除了R1/R2 的误差对测量结果的影响。试验中发觉,当 N 为 1 或与 1 相去不远时采纳交换法比较便利。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结四、试验内容与步骤:1、自组惠斯通电桥测电阻将待测电阻 Rx、三个电阻箱 R1 、R2、R0、检流计 G、滑线变阻器及电源如图 1 所示连接。设置 N 为 1即 R1、R2 阻值相等,闭合电键,观看检流计偏向,增大或减小比较电阻,再闭合电键,观看检流计偏向,使通过检流计的电流 逐步为零并最终为零。登记此时比较电阻的阻值示数R0。保持 R1、R2 阻值大小及位置不变,交换待测电阻和比较电阻的位置,同上重新调剂比较电阻使电桥平稳,登记此时比较
7、电阻的阻值示数R0。留意:1、滑线变阻器的滑片尽量放在滑线中心,防止加在电桥上的电压过大或过小。2、接通电源, 观看检流计指针偏转方向及幅度, 假设偏转很大应立刻断开电源, 以爱护检流计。3、电桥将达平稳时,可以短路检流计上的爱护电阻以提高电桥的灵敏度。2、用箱式电桥测电阻本试验采纳 QJ-23 型携带式直流电桥。箱式电桥可用外接电源,也可用内接电源,左边的接线柱“B”是用来接外接电源的。本试验使用内接电源,因此在“B”处不要再接入电源,短接即可。箱式电桥的检流计可以用外接检流计,也可以用内接检流计,左下方的接线柱“ G”处有以活动短路片,如需外接灵敏度高的检流计时,“内接”检流计用短路片短路
8、,在接线柱上接入外部检流计即可。本试验采纳内部检流计,因此,要 用短路片将“外接”短路此时接线柱间露出“内接”字样,内部检流计接入线路。检流计上有零点调剂旋钮, 用来调剂没有电流通过时的零点。 检流计右侧下的两个按钮开关 B、C 分别与电源及检流计串联,相当于滑线式电桥中的电源开关和检流计开关,按下 B 接通电源,按下 G 接通检流计,按下后朝顺时针方向旋转可以锁住。1、将箱式电桥面板上左边的 G 内接,指针自由摇摆,假设指针不停在零点,可以轻轻旋转检流计零点调剂旋钮C,使指针停在零点。2、将待测电阻接到 Rx 的两个接线柱上。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、估量被测电阻的
9、阻值,然后将比例臂旋转至适当的比率系数保证测量结果有四位有效数字。4、先按下按钮 B接通电源再按下按钮 G放开时应先放 G,再放 B。B、G 按下的时间不能太长,看检流计指针是否偏转假设偏转大,应立刻放开 G、B,按阻值从大到小调剂 R0,直到检流计偏转为零。登记此时的比率系数 N 和R0 的数值,就待测电阻 Rx=N* R 0。5、按上述方法测量另一个待测电阻。6、测量完毕,必需放开G 和 B,左边检流计接至“外接” 。留意:1、比率系数的选取,要使测量值的有效数字最多即四个电阻旋钮都要用到2、测量前,检查检流计的指针是否归零。3、按下检流计按钮G 的时间要短,观看一下检流计指针偏转情形,即
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