实验六单臂电桥测中值电阻.ppt

第一页，共十三页，2022年，8月28日 三.原理 利用桥式电路制成的电桥是一种用比较法进行测量的精密仪器，它在电测技术中应用十分广泛，可以用来测量电阻、电容、电感、频率、温度、压力等许多物理量。电桥有多种类型，惠斯登电桥（单臂电桥）是其中的一种，它通常用来精确测量10~107的中值电阻。 第二页，共十三页，2022年，8月28日 电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R1和R2，比较臂Rs，待测臂Rx），“桥”——平衡指示器（检流计）G和工作电源E。在自组滑线式电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器Rn（滑线变阻器）。 桥式电路的基本结构: 第三页，共十三页，2022年，8月28日 电桥平衡时，检流计没有电流通过，B点与D点电压相等VB=VD，即有： I1R1=I2R2 I1Rx=I2Rs 联立解得： 由平衡条件可见电桥的平衡与工作电流无关，用电桥测电阻，待测阻值只需通过三个标准电阻的阻值便可求得。这一过程相当于把Rx与标准电阻相比较，因而测量具有很高的准确度。这也是电桥测电阻的基本原理——比较法测电阻。 电桥平衡的条件： 第四页，共十三页，2022年，8月28日 滑线式电桥 注意：滑动头左右端可在实验开始时任选，但选定后应保持不变。建议D点选在50cm处。 第五页，共十三页，2022年，8月28日 滑线式电桥接线图 保护电阻 D 第六页，共十三页，2022年，8月28日 正确调节滑线式电桥平衡的方法。 　 调节电桥平衡应遵循先粗后细的原则。粗调时先将R调至最大，将带保护电阻Rn的闸刀断开，调Rs为某值Rs1，检流计指针偏向一边，当调Rs为另一值Rs2时，指针偏向另一边，显然要使指针不偏转（指零），Rs的值必定在Rs1与Rs2之间。据此，采用逼近法逐渐缩小Rs1与Rs2的差值，直到调至准确的Rs值，使检流计指针指零；细调时，则需将R调至最小，将保护电阻Rn短路（合上闸刀），微调Rs使检流计再次指零，此时电桥达到平衡。 第七页，共十三页，2022年，8月28日 滑线式电桥不等臂误差的消除。 实验中滑线式电桥的比例臂电阻R1与R2不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个Rs值，然后可将Rx与Rs的位置交换，按同样方法再测一次得到一个Rs’值，两次测量，电桥平衡后分别有 联立两式得： 由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。 联立两式得： 由上式可知：交换测量后得到的测量值与R1、R2阻值无关。 第八页，共十三页，2022年，8月28日 提高电桥灵敏度的途径 通过对电桥灵敏度定义式的数学推导（不在实验教学范围内，略去），可以得到下列结论： ⑴ 在不超过桥臂电阻额定功率的情况下,增加电源电压可提高电桥灵敏度。 ⑵ 选用灵敏度较高的检流计可提高电桥灵敏度（但要注意检流计灵敏度不可过高，否则，测量将会很不方便）。 测量中检流计的保护 检流计作为平衡指示器，其允许通过的电流非常小，因此在实验过程中特别强调保护检流计。 用滑线式电桥测量时，应根据待测电阻Rx值，调Rs与Rx近似，调节电桥平衡时，要遵循先粗后细的原则，粗测时，先将Rn调至最大，在电桥支路上串入保护电阻Rn减小通过检流计的电流；初步平衡后，再将R调至最小，并将Rn短接进行细测。 第九页，共十三页，2022年，8月28日 用箱式电桥测电阻 第十页，共十三页，2022年，8月28日