电桥实验预习指导

电桥实验指导1一、实验目的 1掌握惠斯登电桥测量电阻的原理、特点以及对电桥灵敏度的检测； 2学会正确使用箱式电桥测量电阻； 3学习使用非平衡电桥测量动态电阻。二、实验原理：1、QJ23a型箱式惠斯登电桥的工作原理：图中R1、R2为已知电阻，R0为可调电阻，Rx为待测电阻。RxR0R1R2G 灵敏度bdacE图1直流电桥的工作原理图当电桥的平衡条件（检流计上无电流通过）：则c,d间等电位，所以有：比较两式得：式中 “”称为比例臂的倍率，简称为比率臂或比率，RO则称为比较臂。 2 电桥灵敏度:电桥灵敏度定义: 电桥平衡后，将Ro改变Ro，检流计指针偏转格，它反映了电桥对电阻相对变化量的分辨能力。3、DHQJ3 型非平衡电桥的工作原理：RxR1R2bdacE图2 非平衡电桥的工作原理图R3RLULI0非平衡电桥在构成形式上与平衡电桥相似，但测量方法上有很大差别。平衡电桥是调节R3使I0=0，从而得到，非平衡电桥则是使R1、R2、R3保持不变，Rx变化时则引起UL变化。再根据UL与Rx的函数关系，通过检测UL的变化从而测得Rx，由于可以检测连续变化的UL,所以可以检测连续变化的Rx，进而检测连续变化的非电量，即可以用于测量动态电阻。三、实验仪器QJ23a型箱式惠斯登电桥，DHQJ3 型非平衡电桥， 待测电阻，电阻箱，待测热敏电阻，温度传感器，水浴锅，导线若干。四、实验内容和步骤： 1、用QJ23型惠斯登箱式电桥测量Rx1、Rx2 、Rx3三个电阻 选择3V电源，检流计转换开关拨向内接，调节检流计指针至零. QJ23a 型电桥的主要规格: (x是电桥平衡后测量盘的置数乘以倍率所得的数值)电源电压倍率量程分辨力准确度基本误差的允许极限3VX0.001111.110.0010.5Elim=(0.5% x+0.001)X0.0110111.10.010.1Elim=(0.1% x+0.01)X0. 110011110. 1Elim=(0.1% x+0.1)X1111.11k1Elim=(0.1% x+1)9VX101111.1k100.1Elim=(0.1% x+10)15VX100100 500k1000.2Elim=(0.2% x+100)X100014.999M1k1.0Elim=(0.5% x+1000)511.11M（2）将Rx接在QJ23a型箱式电桥的Rx接线柱上，根据待测电阻的近似参考值选择适当的比率K（如何选？），将电桥的电阻箱值至于相应的位置。（）（3）将灵敏度旋钮按逆时针旋至最小，按下按钮B，再按钮G，调节比较臂旋钮的阻值R0，使检流计指针为零（电桥平衡了吗？）；适当放大灵敏度，检流计指针可能发生偏转，再次调节比较臂旋钮的阻值R0使检流计指针为零，如此往复，直到灵敏度最大时，检流计指针为零，电桥才算平衡. 记录K和Ro数值；(4)改变R0,增加或减少R0，（应注意：R0不宜太大，以使检流计指针偏转不超过满刻度为依据。）使检流计指针向左和向右各偏转20格左右，分别记录R0和n。注意：测量灵敏度前检流计指针可能不严格为零，将它用调零旋钮暂时调零，当测量另一个电阻时，要重新调零。（5）将灵敏度旋钮按逆时针旋至最小，依据上述方法对另一电阻进行测量。 按上述步骤依次测量Rx1、Rx2 、Rx3三个待测电阻阻值。2、用非平衡电桥测动态电阻图3 非平衡电桥原理图非平衡电桥的内部电路图如下：（1）将1，2，3端短路，8，9端短路，待测电阻Rx接在7，8两端，毫伏表当作检流计，当毫伏表指零，即构成惠斯登电桥；此时，Rx=(R1/R2)R3。此处的Rx用专用电阻。（2） 测量时，水浴锅内加入适量（约杯）清水，先不通接水浴锅电源，取R1R2=110,在室温下调节R3，使毫伏表尽量指零，此时，Rx0=R3，记下室温，Rx0及毫伏表读数；然后接通水浴电源，使水浴锅内待测电阻加热，以改变其温度，当温度达到一定值后，记录温度和相应的毫伏表读数；继续加热，测定下一组温度的数据，每隔100C测一组数据，直到温度为900C为止。（3） 保持R1，R2，R3数值不变，将Rx换成电阻箱，调节电阻箱到110，记下毫伏表读数；然后每增加5，记录下毫伏表读数，直到电阻为140为止。五、数据记录：1、惠斯登电桥测电阻和灵敏度Rx1Rx2Rx3比率KR0/检流计指针偏向偏 左偏 右偏 左偏 右偏 左偏 右n/格 /R0=|R0- R0|S2、用非平衡电桥测量动态电阻T / 室温（ ）30405060708090V / mVR / 110115120125130135140V / mV六、数据处理：（1）计算出三个待测电阻的值以及其对应的灵敏度。（2）以T为横坐标，V为纵坐标，用坐标纸或计算机作图；R为横坐标，V为纵坐标，在同一张坐标纸上以适当的比列（V按同一比例）作图。七、实验结论与讨论从仪器设计原理、误差分析、灵敏度控制、操作技巧以及实验结论的实际意义等方面展开讨论。八、思考题1使电桥测量误差增大的主要原因是什么？如何提高电桥的灵敏度？（必做）2平衡电桥与非平衡电桥有哪些不同？（必做） 3为什么用电桥法测电阻较用伏安法测电阻准确？（必做） 4电桥灵敏度是什么意思？如果测量电阻要求误差小于万分之五，则电桥的灵敏度应多大？（必做）5QJ23型箱式电桥测电阻，在实验中测出的R0最多只能有4位有效数字，且最后一位有效数字存在测不准问题，有兴趣的同学想一想可用什么方法解决这个问题？（选做）3