1、3.1 用單雙臂電橋測電阻用單雙臂電橋測電阻【預(yù)習(xí)重點】【預(yù)習(xí)重點】1.電橋的平衡條件和靈敏度。電橋的平衡條件和靈敏度。2.電橋測電阻時怎樣消除系統(tǒng)誤差和實現(xiàn)最佳測量條件。電橋測電阻時怎樣消除系統(tǒng)誤差和實現(xiàn)最佳測量條件。3.箱式電橋的使用方法。箱式電橋的使用方法。【實驗?zāi)康摹俊緦嶒災(zāi)康摹?.學(xué)習(xí)和掌握單雙臂電橋測電阻的原理和方法。學(xué)習(xí)和掌握單雙臂電橋測電阻的原理和方法。2.分析并觀察電橋線路可能出現(xiàn)的故障。分析并觀察電橋線路可能出現(xiàn)的故障。3.用箱式電橋測電阻。用箱式電橋測電阻。【實驗原理】【實驗原理】、單臂電橋、單臂電橋1、電橋的結(jié)構(gòu)和平衡條件、電橋的結(jié)構(gòu)和平衡條件 單臂電橋的原理電路如圖，

2、單臂電橋的原理電路如圖，電阻電阻Rx、R、R1和和R2連成一連成一個四邊形，每一邊稱為電橋個四邊形，每一邊稱為電橋的一個橋臂。以四邊形對角的一個橋臂。以四邊形對角頂點頂點A、B作為輸入端，與電作為輸入端，與電源源E相連；另兩頂點相連；另兩頂點C、D作作為輸出端，與檢流計相連。為輸出端，與檢流計相連。檢流計用來比較兩輸出端的檢流計用來比較兩輸出端的電位，檢驗有無電流輸出。電位，檢驗有無電流輸出。支路支路A-E-B和和C-G-D稱電橋的稱電橋的兩個橋路。兩個橋路。電橋的平衡條件：設(shè)電橋的平衡條件：設(shè)Rx是待測電阻，其他三個是是待測電阻，其他三個是已知電阻，且可調(diào)其阻值。只調(diào)已知電阻，且可調(diào)其阻值。

3、只調(diào)R，或調(diào)，或調(diào)R1和和R2的比值，就可使的比值，就可使C、D兩點電位相等，電橋無輸出，兩點電位相等，電橋無輸出，通過通過檢流計的電流通過通過檢流計的電流I為零指針不偏轉(zhuǎn)），這為零指針不偏轉(zhuǎn)），這種狀態(tài)稱為電橋平衡。種狀態(tài)稱為電橋平衡。 通過通過R1和和R2的電流相同，設(shè)為的電流相同，設(shè)為I1，通過，通過R和和Rx的電流也相同，設(shè)為的電流也相同，設(shè)為I2，四個橋臂上的電壓有，四個橋臂上的電壓有如下關(guān)系：如下關(guān)系：ACADCBDBUUUU即：即：211212xI RI RI RI R由平衡條件得待測電阻：由平衡條件得待測電阻：12xRRRR 式中式中R1和和R2稱為比例臂，稱為比例臂，R稱為比

4、較臂。稱為比較臂。 2電橋的靈敏度電橋的靈敏度電橋平衡后，若改變?nèi)我粯虮垭娮瑁厝粫茐碾姌蚱胶夂螅舾淖內(nèi)我粯虮垭娮瑁厝粫茐钠胶猓箼z流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)電橋平衡后，平衡，使檢流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)電橋平衡后，將某一橋臂將某一橋臂R改變一小量改變一小量R，引起檢流計偏轉(zhuǎn)為，引起檢流計偏轉(zhuǎn)為n，則定義電橋靈敏度為，則定義電橋靈敏度為 RRnS 3系統(tǒng)誤差的消除系統(tǒng)誤差的消除（1）誤差分析。）誤差分析。考慮電橋靈敏度對測量結(jié)果的影響，可得出不確定考慮電橋靈敏度對測量結(jié)果的影響，可得出不確定度的傳播律為度的傳播律為 22221212()()()()( )()()()()()xrxxu Ru RR

5、u Ru Ru RuRRRRRSRRRRu31 . 031) (式中第式中第4項項 本實驗比例臂使用本實驗比例臂使用0.1級電阻箱，比較臂使用級電阻箱，比較臂使用0.02級級電阻箱，按級數(shù)規(guī)定的相對引用誤差分別為電阻箱，按級數(shù)規(guī)定的相對引用誤差分別為(0.1 0.5)%RNRR(0.020.5)%RNRRN為電阻箱的轉(zhuǎn)盤數(shù)，為電阻箱的轉(zhuǎn)盤數(shù)，R為電阻箱使用時的取值。為電阻箱使用時的取值。 R為一次測量，按均勻分布，因此式中的第為一次測量，按均勻分布，因此式中的第3項可項可取取RRRuR3)(（2）測量的最佳條件。）測量的最佳條件。121RR二、箱式電橋二、箱式電橋本電橋為單臂雙臂本電橋為單臂雙

6、臂兩用電橋，兩用電橋， 通過開通過開關(guān)轉(zhuǎn)換，可以方便關(guān)轉(zhuǎn)換，可以方便地用單臂電橋方式地用單臂電橋方式測量測量1105的電的電阻；用雙臂電橋方阻；用雙臂電橋方式測量式測量1010-4的電阻。的電阻。 【實驗儀器】【實驗儀器】、單雙兩用電橋、單雙兩用電橋二、電阻箱二、電阻箱三、檢流計三、檢流計1 輸入端輸入端 2 電流量程選擇電流量程選擇鈕鈕 3接地端接地端 4 調(diào)零鈕調(diào)零鈕 5 刻度刻度 6 指針指針 四、電源、滑線變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、待測金屬膜四、電源、滑線變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、待測金屬膜電阻電阻【實驗內(nèi)容】【實驗內(nèi)容】一一 、用單臂電橋測未知電阻、用單臂電橋測未知電阻1由由3個電阻箱與個電阻箱

7、與1個待測電阻個待測電阻按圖接線組成單臂電橋，把按圖接線組成單臂電橋，把1# 待測電阻待測電阻Rx接到橋臂的左端，接到橋臂的左端，打開開關(guān)，把保護(hù)電阻滑線變打開開關(guān)，把保護(hù)電阻滑線變阻器阻器Rs取為最大。取為最大。 2取比例臂電阻取比例臂電阻R1/R2=1，要求，要求R1100，然后合上開，然后合上開關(guān)，調(diào)節(jié)關(guān)，調(diào)節(jié)R的阻值使檢流計指示為零，由于保護(hù)電阻的阻值使檢流計指示為零，由于保護(hù)電阻Rs為最大，此時電橋的靈敏度較低，電橋可能并未實現(xiàn)平為最大，此時電橋的靈敏度較低，電橋可能并未實現(xiàn)平衡，需要減小保護(hù)電阻衡，需要減小保護(hù)電阻Rs以提高電橋的靈敏度，再看檢以提高電橋的靈敏度，再看檢流計是否指示

8、為零，不是則需要調(diào)節(jié)流計是否指示為零，不是則需要調(diào)節(jié)R使檢流計指示為使檢流計指示為零。最后要把保護(hù)電阻零。最后要把保護(hù)電阻Rs取為零即電橋靈敏度最高），取為零即電橋靈敏度最高），再調(diào)節(jié)再調(diào)節(jié)R的阻值使檢流計指示為零，如果單調(diào)節(jié)的阻值使檢流計指示為零，如果單調(diào)節(jié)R不能不能使檢流計恰好指零，則需要調(diào)節(jié)使檢流計恰好指零，則需要調(diào)節(jié)R1或或R2使檢流計指示使檢流計指示為零。在此條件下測電橋的靈敏度，給為零。在此條件下測電橋的靈敏度，給R一個較小的改一個較小的改變量變量R，由于電橋失去平衡，檢流指示不為零，記錄，由于電橋失去平衡，檢流指示不為零，記錄指針的最大偏轉(zhuǎn)格數(shù)。指針的最大偏轉(zhuǎn)格數(shù)。3為了提高測量

9、的準(zhǔn)確度，把待測電阻為了提高測量的準(zhǔn)確度，把待測電阻Rx換接到橋臂換接到橋臂的右端，再按照步驟的右端，再按照步驟2測量測量1次。次。 二、二、 用箱式電橋測未知電阻用箱式電橋測未知電阻1用單臂電橋測電阻用單臂電橋測電阻2# 電源線連到市電上，打開后板上開關(guān)，預(yù)熱電源線連到市電上，打開后板上開關(guān)，預(yù)熱10分鐘分鐘后，靈敏度調(diào)至最小，調(diào)零使表頭指針指零。后，靈敏度調(diào)至最小，調(diào)零使表頭指針指零。S開關(guān)開關(guān)打向打向“單位置，用導(dǎo)線將被測電阻連接到單位置，用導(dǎo)線將被測電阻連接到“Rx兩個接線端子上，按表推薦的方案，根據(jù)兩個接線端子上，按表推薦的方案，根據(jù)Rx估計值，估計值，選擇適宜的選擇適宜的M值被率值

10、），盡可能使值被率值），盡可能使R的的*100盤有盤有一個字。將一個字。將“內(nèi)接、外接開關(guān)打向內(nèi)接、外接開關(guān)打向“內(nèi)接內(nèi)接”，按，按下下G開關(guān)和開關(guān)和B開關(guān)。從高到低，調(diào)節(jié)開關(guān)。從高到低，調(diào)節(jié)R各盤值，使表各盤值，使表頭指針歸零或接近零，使電橋平衡或接近平衡。將頭指針歸零或接近零，使電橋平衡或接近平衡。將靈敏度逐漸調(diào)至最大，電橋平衡后，測試完畢，抬靈敏度逐漸調(diào)至最大，電橋平衡后，測試完畢，抬起起B(yǎng)開關(guān)，開關(guān)，G開關(guān)，按下式計算被測電阻值：開關(guān)，按下式計算被測電阻值：Rx=MR2用雙臂電橋測電阻用雙臂電橋測電阻3# 10以下電阻測定應(yīng)用雙橋法測量。以下電阻測定應(yīng)用雙橋法測量。 被測電阻按四端方式見圖連接到儀器的被測電阻按四端方式見圖連接到儀器的C、P、P、C端子上，估計被測電阻值，按表推薦方案，選擇好端子上，估計被測電阻值，按表推薦方案，選擇好Rs雙橋方式下內(nèi)附的標(biāo)準(zhǔn)電阻及雙橋方式下內(nèi)附的標(biāo)準(zhǔn)電阻及M僅有、供選擇），僅有、供選擇），當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)M置于檔，則置于檔，則M=100。按下。按下