惠斯通电桥测量电阻.ppt

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惠斯通电桥测量电阻,引言,1.电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式。

2.电桥有直流电桥和交流电桥之分。

3.直流电桥按使用：

又分为平衡电桥和非平衡电桥。

4.几类电桥可以测量很多电学量，如电阻、电容、电感等，而且配合不同的传感器件，可以测量很多的非电学量，如温度、压力等。

5.直流电桥主要用于电阻测量，有单臂电桥和双臂电桥两种。

单臂电桥主要测量中值电阻；双臂电桥用来测量低值电阻。

6.单臂电桥又叫惠斯通电桥。

实验目的,1.掌握惠斯通电桥的基本原理，了解桥式电路的特点。

2.通过用惠斯通电桥测电阻，掌握电桥的使用方法，了解电桥灵敏度概念。

实验原理,1.电阻的测量方法1.1伏安法测电阻：

R=U/I。

1.2测量受到电表内阻和电表等级的限制，不容易准确。

1.电桥法则克服了这些缺点，它不使用电表读数，而是将待测电阻直接与标准电阻（电阻量具）进行比较，故可达到很高的精确度。

图1.伏安法测电阻,图2.电桥法测量电阻,2.惠斯通电桥测量电阻2.1测量电路.RX与已知电阻R1、R2、Rs连成电桥的四个臂。

.对角线AC接电源，称为电桥的电源对角线。

.对角线BD接检流计，称为电桥的检测对角线，也称为“桥路”；R是保护电阻。

.检流计检测B、D两点间的电位差。

2.2电阻测量.当B、D两点间电势不等时，有电流通过检流计，电桥不平衡。

.调节Rs，使检流计中电流为零（Ig=0），此时B、D两点间电势相等，电桥达到平衡。

于是有:

I1,I2,3.惠斯通电桥的灵敏度实验中，电桥是否平衡是依据检流计有无偏转来判定的，但检流计的灵敏度总是有限的。

如取C=1。

假设电桥已被调到完全平衡，故然有Rx=Rs。

如果此时令Rs稍作变化，将Rs变成Rs+RS，电桥就应失去平衡，从而应有一个微小的电流流过检流计，如果它小到不能使检流计发生可以觉察的偏转，我们会认为电桥仍然是平衡的，因而得出的结论，就是电桥灵敏度不够而引起的的测量误差。

电桥灵敏度定义为：

1.实际线路仪器版面R1、R2-比例臂电阻。

S1、S2-比例臂选择开关。

R内、R外-测量臂内臂外臂电阻100、10、1、0.1、0.01测量盘转换开关。

R3检流计保护电阻。

G检流计，配接AZ19型检流计，最小电压常数为0.5uV/格，最小电流常数为0.510-10A/格。

K1检流计“粗”接通开关。

K2检流计“细”接通开关。

K3检流计“短路”开关。

K4单桥电源与双桥电源转换开关。

开关拨向“单桥”，,实验仪器与设备,选择单桥电源；开关拨向“双桥”，9和10端子方有双桥电源输出，开关处于“断”位置时，关断了机内单桥电源和双桥输出电源。

1、2端双桥标准接线端。

3、4端双桥未知电阻接线端。

5、6端单桥未知电阻接线端。

7、8端检流计接线端。

9、10端双桥电源输出接线端。

11端静电屏蔽端。

2.仪器介绍.QJ19A型单双臂两用直流电桥,.检流计（AZ19直流）先机械调零.将检流计接入电路中.打开电源预热一会.置于”调零”.使用将指针调到零点.选择合适的量程.实验结束将置于表头保护.关闭电源.,实验任务,1.用惠斯通电桥测量2个中值电阻阻值（510；5.1/k）.2.测量电桥的灵敏度.3.计算测量的不确定度,并对结果进行规范报道.4.课后思考所留的题目.,1.接线与测量电阻RX.1、2端子需用短路片短路.5、6端子接待测电阻RX.（测量两个中值电阻）.7、8端子接检流计。

实验步骤,.根据RX估计值（或用万用表粗测值），按下表建议选择设置R1和R2值（按所有的键盘都能用上增加位数）.K4拨向“单桥”。

.按下K1（粗）按钮开关，调节十进测量盘，使检流计指零，再按下K2（细）按钮开关，再次调节十进测量盘，使检流计准确指零，电桥平衡。

按下式计算被测电阻值。

2.电桥灵敏度的测量.将电桥调试平衡。

.调节Rs使其变动RS,若检流计指针离开平衡位置向左偏离n左格；再使检流计指针离开平衡位置向右偏离n右格，求其平均值。

.用下式计算电桥的灵敏度：

3.测量的误差分析电桥仪器的极限误差:

.R=Ra（仪器等级）%.uR=R/（B类不确定度）.ER=uR/R示a（仪器等级）/%,实验的数据记录,实验的数据处理（RX2的数据处理相同）,实验注意,为了保证测量精度和保护检流计，使用检流计按钮时要采用“跃接法”。

跃接法是指：

实验过程中，需接通检流计时，按下“电计”按钮，观察检流计指针的偏转。

如果指针偏转很大（例如超过了表头刻度两端的刻度线），应立即松开按钮断开检流计。

待调整电路阻值后，再按下按钮观察检流计指针偏转，只有当指针偏转较小之后才能旋转按钮锁死进行下一步的调整，直到指针指向零。

实验的思考与讨论,电桥法测量电阻的原理和方法是什么？

如何判断电桥平衡？