实验4.3-4.4-惠斯登电桥、非平衡电桥...ppt
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1、惠斯登电桥与非平衡电桥惠斯登电桥与非平衡电桥物理实验中心物理实验中心20132013年年1.0 1.0 惠斯登电桥惠斯登电桥l电桥是将电阻、电容、电感等参数变化电桥是将电阻、电容、电感等参数变化量变换成电压或电流值的一种电路。量变换成电压或电流值的一种电路。l激励电源:直流电桥和交流电桥激励电源:直流电桥和交流电桥l桥臂阻抗性质:电阻电桥、电容电桥和桥臂阻抗性质:电阻电桥、电容电桥和电感电桥;电感电桥;l平衡与否:平衡电桥和非平衡电桥平衡与否:平衡电桥和非平衡电桥1.0 1.0 惠斯登电桥惠斯登电桥l惠斯登电桥是一种直流平衡电桥,它是测惠斯登电桥是一种直流平衡电桥,它是测量量中值电阻中值电阻的
2、重要仪器。它是用的重要仪器。它是用比较法比较法进进行测量的,即在平衡条件下,将待测电阻行测量的,即在平衡条件下,将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其阻值。与标准电阻进行比较以确定其阻值。l具有测试灵敏、精确、方便具有测试灵敏、精确、方便l电桥可测量电阻、电容、电感、温度、压电桥可测量电阻、电容、电感、温度、压力、湿度、应变、真空度等许多物理量,力、湿度、应变、真空度等许多物理量,以及应用于工业和科研的自动控制中。以及应用于工业和科研的自动控制中。1.0 1.0 惠斯登电桥惠斯登电桥l实验目的实验目的了解惠斯登电桥的原理和特点。了解惠斯登电桥的原理和特点。学会使用惠斯登电桥测电阻。学会使用惠斯登
3、电桥测电阻。1.1 1.1 惠斯登电桥原理惠斯登电桥原理GADCBR2R3RxR1U01.2 1.2 惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的惠斯登电桥的基本误差极限基本误差极限可用可用下式表示:下式表示:式中,式中,为惠斯登电桥的准确等为惠斯登电桥的准确等级;级;K K为为R R1 1与与R R2 2的比值;的比值;R RN N为基准为基准值;值;R R3 3为测量盘示值。为测量盘示值。1.2 1.2 惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的测量误差1.2 1.2 惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的测量误差惠斯登惠斯登电桥的灵敏度电桥的灵敏度也会引入一定的误差也会引入一定的误差 R R。由
4、于我们采用的是数字检流计,其。由于我们采用的是数字检流计,其误差极限为一个最小单位(这里即为误差极限为一个最小单位(这里即为0.1A 0.1A),但这是误差的最大值,平均误但这是误差的最大值,平均误差要比这个小。一般差要比这个小。一般RR可以这样计算:可以这样计算:1.2 1.2 惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥惠斯登电桥的测量结果的误差为上的测量结果的误差为上面两种误差的合成:面两种误差的合成:1.3 1.3 用惠斯登电桥测量电阻用惠斯登电桥测量电阻待测电阻标称值:待测电阻标称值:Rx151,Rx2 220,Rx3 1.5k,Rx4 22k。GADCBR2R3RxR1U0R
5、x1:51=K*5100.00K=0.01关键:选择合适的放大关键:选择合适的放大倍率倍率K K原则:原则:R R3 3(最大值为最大值为11111.1011111.10)的有效数的有效数字尽量多,且字尽量多,且K K*R R3 3=R Rx x1.3 1.3 用惠斯登电桥测量电阻用惠斯登电桥测量电阻1.3 1.3 用惠斯登电桥测量电阻用惠斯登电桥测量电阻 按照图按照图1连接电路,将待测电阻直接接连到连接电路,将待测电阻直接接连到Rx两端。两端。确定确定K;根据表格选择电压;预设电阻箱,根据表格选择电压;预设电阻箱,使电桥基本平衡;同时按下使电桥基本平衡;同时按下B和和G,微调,微调R3,使电
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