直流电桥测电阻.docx

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1、实验十直流电桥测电阻电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器，被广泛用来精确测量许多电学量和非电学量，在自动控制测量中也是常用的仪器之一。按照用途电桥可分为平衡电桥和不平衡电桥；按照使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥。直流电桥是用来测量电阻或与电阻有关的物理量的仪器，待测电阻在1〜1000KQ时，可用单臂（惠斯登）电桥；若测量1Q以下的低电阻时，则必须使用双臂（凯尔文）电桥。交流电桥（万能电桥）主要用来测量电容、电感等物理量。［实验目的］1、掌握用电桥测量电阻的原理和方法。2、学会使用单臂及箱式惠斯登电桥测量电阻。［实验原理］1、单

2、臂电桥原理惠斯登电桥（单臂电桥）是最常用的直流电桥，其电路原理图如图10—1所示。C图中R1、R2和Rs是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A和C之间接电源E;对角B和D之间接有电流计G和电键K,电键上有1.5k保护电阻，它像桥一样。若调节Rs使桥两端的B点和D点电位相等，电流计中电流为零，电桥达到平衡，这时可得11R1I2R2(10—1)(10—2)11Rs12Rx两式相除可得Rx(10—3)只要电流计足够灵敏，等式(10—3)就能成立，被测电阻Rx可以从R1、R2和Rs本实验中

3、采用QJ-23型便携式单臂电桥，它的实际电路图见图10—2，面板结构如图10—3所示。电桥各部件的作用及特点说明如下：(1)比率臂K相当于图10—1中的R2和R1,由8个精密电阻组成，其总阻值为1KQ,度盘示值K=旦2,即比率，分为从0.001到1000共七档。图10—2中各电阻均以Q为单位。(2)测量臂Rs由四个十进位电阻盘组成，最大阻值为9999Q,调节K和Rs使电桥平(10—4)衡时，被测电阻值为RxkRs(1)端钮X1和X接被测电阻，B+和B、兔和G分别为外接电源、外接检流计用的接线端钮。(2)检流计G,其灵敏度约3X10

4、-6A/div，内阻近百欧姆，用以指示电桥平衡与否。检流计上有调零旋纽，测量前应预先调好检流计零位。实验中，我们把引起仪表示值可觉察变化的被测量的最小变化值叫灵敏阀(或叫分辨率)，这里取0.2分格所对应的电流值作为检流计的灵敏阀。(3)电源及检流计开关，B是电源按钮开关，实验中不要将此开关按下锁住，以避免电流热效应引起的阻值变化，而影响仪器测量精度，并且还可以防止电池很快耗尽。检流计按钮开关G一般只能跃按，以避免非瞬时过载而引起的损坏。另有一种QJ-24型电桥，它多了一个q开关，它的作用是测量中先按下q粗调，这时有分流电阻与检流计

5、并联，粗调平衡后再按开关G细调平衡。增设开关q是因为QJ-24型的准确度等级更高、检流计更灵敏的缘故。用电桥测电阻前，通常应先知道(或用万用表粗测)被测电阻的大约值，然后预设比率接盘和测量盘于相应的大约值，再细调K和Rs之值求出测量值。+OB-O图10—3QJ423型直流电阻电桥面板图2、单臂电桥测电阻的误差平衡电桥法测电阻的误差，主要来自两方面：(1)电桥灵敏度(Sb)带来的误差电桥是否已经平衡，依赖于判断检流计是否指零。因而检流计的灵敏度大小直接影响了判断性。换言之，判断检流计是否指零所产生的误差决定了电桥的灵敏度。电桥平衡时

6、，改变单位电阻检流计的偏转格数a称作电桥灵敏度。Sb(10—5)RSb越大，表示电桥越灵敏，判断就越准确。适当提高工作电源电压和选用低电阻的检流计将有利于提高电桥的灵敏度。通常假定仪表标尺的彳分度为难以分辨的界限，于是由101电桥灵敏度带来的误差为Rb02—。Sb（2）桥臂电阻带来的误差R2由于RxRs，可导出求算Rx的相对误差为RiRx（（10-6）若保持Ri和R2比值为1,把Rs与Rx二个桥臂位置交换，再调节Rs使电桥平衡。分别测出交换前、后电桥平衡时比较臂Rs的示值Rsi及Rs2,可得到RxRsi?Rs2（10—7）这样就消

7、除了由R1、R2本身的误差而带来的系统误差。由式（10—7）求出Rx的相对误差为Rx1Rs12Rs22Rs—-c（J1）2（c）2h（10—8）Rx2Rs1Rs2RsRXRX不（10—9）1RsRs1Rs2（10—10）Rs0.1%Rs0.002m，m（10—11）2它只与电阻箱艮的仪器误差有关。对0.1级的电阻箱,为所使用的电阻箱的转盘数。结论：（1）总误差等于检流计不灵敏误差与桥臂误差之和。即R（Rb）2（Rx）2（2）测量中将某些条件相互交换，使产生的系统误差方向相反，从而抵消测量中的部分系统误差，称作交换法，它是处理系统误

8、差的基本方法之一。［实验仪器］电阻箱、AC5型直流检流计、稳压电源、待测电阻、滑线变阻器、QJ23型直流电阻电桥［实验内容］1、自搭电桥测电阻用电阻箱自搭电桥，按图10—1原理图接线。在开关K上并联一高值电阻R(1.5KQ)以保护检流计。在测试前要