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电桥法测电阻,测电阻的方法,测电阻有许多种方法,如伏安法、欧姆表法等,它们多数都不同程度地受到电表精度和接入误差的影响。但使用电桥法测电阻是一种比较法,上述影响比较小,只要标准电阻很精确,检流计足够灵敏,那么被测电阻的结果就有较高的准确度。,实验目的,1.了解惠斯通电桥测量电阻的原理,学会正确使用电桥测量电阻的方法;2.了解电桥灵敏度的概念,学习对测量电路系统误差的简单校正;3.掌握箱式直流电桥的使用方法。,实验仪器,“+、-”为外接电源的输人端钮,“内、G、外”为检流计选择端钮,当“G和“内”由短路片连接时,则在“G”和“外”间需外接检流计,在“G”和“外”短接时,本仪器内置的检流计已接人桥路之中。,实验仪器,面板上的“B”“G”按钮,前者用于接通电源,后者用于接通检流计支路。在使用时,“B”、“G”两个电健要同时使用,但需先按下“B”,再按下“G”;断开时则先松开“G”,再松开“B”,以保护检流计。,实验原理线路原理,K为电桥倍率,在测量时,要先知道Rx的估测值,本实验通过万用表测得,根据Rx的大小选择合适的电桥倍率,把Rx调到估测值,再细调,使电桥平衡。利用惠斯通电桥测电阻,从根本上消除了采用其它方法时,由于电表接入而带来的系统误差,因而准确度也就提高了。,实验原理电桥的灵敏度,上式是在电桥平衡的条件下推导出来的,而电桥是否平衡,实验上是看检流计有无偏转来判断的。检流计的灵敏度总是有限的,例如我们实验中所用的张丝式指针检流计,指针偏转1格所对应的电流大约为10-6A,当通过它的电流比10-7A还要小时,指针的偏转小于0.1格,我们就很难觉察出来,假设电桥在R1/R2=1调到了平衡,则有Rx=R0,这时若把R0改变一个量R0,电桥就应失去平衡,从而有电流Ig流过检流计,但若Ig小到我们检觉察不出来检流计偏转时,那么我们就会认为电桥还是平衡的,因而得出Rx=R0+R0,R0就是由于检流计灵敏度不够而带来的测量误差Rx。为此,我们引入电桥灵敏度S的概念,它定义为:,Rx是在电桥平衡后Rx的微小改变量(实际上待测电阻Rx是不能变的,在测S时,改变的是标准电阻R0),而n是由于电桥偏离平衡而引起的检流计的偏转格数,它越大,说明电桥越灵敏,带来的误差也就越小。电桥灵敏度的高低取决于电源电压的高低、检流计本身的灵敏度、四个桥臂的搭配以及桥路电阻的大小,因此,其并非固定值。,电桥灵敏度的测量,在电桥平衡时,使R0改变R0,而检流计指针偏离零点0.2格(人眼能觉察到的的界限)。实际测量中往往是采取在电桥平衡时,R0改变某一值R0,,使指针偏离零点为2格,然后再取,实验原理电桥的优缺点,电桥的实质是把未知电阻和标准电阻相比较,而制造较高精度的标准电阻并不困难,用电桥测电阻时,只要检流计足够灵敏,且选用标准电阻作为桥臂,待测值可以达到其它三臂的标准电阻具有的准确度。电桥电路中的检流计只用来判断电流有无,并不需要提供读数,所以选用的检流计只要求有高的灵敏度,其它方面并无苛求。电桥的缺点主要是操作较烦,且不能测量非线性电阻。,实验内容-1,1.先用万能电表电阻档粗测电阻的阻值。2.将电阻接到电桥上,根据电阻值选择电桥的倍率和读数旋钮(比较臂R0),合适的比率将有4位有效数字的测量结果,也就是首位读数旋钮不为零。连接“G”和“外”短接,令电桥使用内置的检流计和内置的电源。3.按下电源开关按扭“B”,使电桥通电。起初电桥处于非平衡状态,点按检流计按扭“G”,可观察到指针的偏转。由偏转方向,判断读数调节的增减方向,相应调节最大的读数旋钮,使指针的偏转幅度减少。,实验内容-2,4.仿步骤3,依照从大到小的次序,不断调节电桥的读数旋扭,逐渐使电桥上的检流计指针指向零。5.最后,检查平衡电桥的灵敏度:在电桥平衡时,改变读数旋钮的值,使检流计指针偏移n格,相应的电阻值改变为R0,计算电桥的灵敏度,实验内容-3,6.依上方法,测量几只阻值不同的电阻。7.根据下式估算测量的不确定度。,参考表格,注意事项,箱式电桥使用时,电源接通时间均应很短,即不能将B、G两按钮同时长时间按下;测量时,应先按B后按G,断开时,必须先断开G后断开B。并养成习惯。箱式电桥所用电源的电压大小请看清实验室提供的说明书或资料,按规定取值。调节比较臂R0的四个电阻旋钮时,应由大到小。当大阻值的旋钮转过一格,检流计的指针从一边越过零点偏到另一边时,说明阻值改变范围太大,应改变较小阻值旋钮。钮动旋钮时,要用电桥的平衡条件作指导,不得随意乱钮。测量完毕后必须断开B和G,并仍使短路片处于“内接”状态,以保护检流计。,
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