教案授课顺序4

1、授课日期教学内容授课顺序:班级第七章电桥 第八章万用表专业教学目的1 了解电桥的结构和万用表的组成及用途2理解各种电桥及万用表的工作原理3掌握直流电桥的使用方法和万用表的使用方法重点难点作业布置重点：1各种电桥的工作原理及万用表的工作原理 2直流电桥的使用方法和万用表的使用方法难点：1直流双电桥的原理3万用表的工作原理7-58-32交流阻抗电桥的原理其他记载第七章电桥一、直流单电桥（又称惠斯登电桥）的工作原理直流单电桥的原理电路如图7- 1所示。图见书上第85页（配合投影讲解）。 图中四个电阻的连接点 a b、c、d称为电桥的顶点由四个电阻组成的支路分别 称为桥臂。a b端接一个直流电源，为电

2、桥的输入端；C、d端接一个指零仪， 为电桥的输出端。I 1 = 1 2 I 3=1 4 代当电桥接通电源后，调节桥臂电阻 R2、R3、R4o使C、d两顶点的电位相等， 则通过指零仪的电流Ig=0,此状态称为电桥平衡状态。电桥平衡时必定满足的条 件是:I 1FX=I4R I 2RFI3R3由于Ig=0,根据基尔霍夫定律可得入上述的平衡条件并整理的： 匹 =5匹 得R3FX=RR即1 2 R21 3 R3甩上RR3式中：R2、R3电桥得比例臂电阻R4比较臂电阻即可以通过调节电阻R2、R3、R4使得电桥平衡，从而求得被测电阻 Rx得值。一般直流单电桥的准确度等级有 0.01、0.02、0.05、0.

3、1、0.2、1.0、1.5、 2.0等八个等级。二、直流单电桥的特点（1）使用单电桥测量电阻，当被测电阻小于10欧娒时，弓I线电阻、与电桥连 接处的接触电阻就不能忽略。（2）为了准确的判断电桥的平衡，应该采用高灵敏的指零仪。（3）直流单电桥也可以运用于不平衡状态，方法是：用可以读出电流值的 电流表作指零仪，可以从Ig的大小再根据Rx与Ig的函数关系，推算出Rx的值。 这种使用方法的电桥称为不平衡电桥，它再自动检测中应用十分广泛。三、QJ23型直流单电桥1结构该电桥的原理及结构示意图如图 7-3所示，图见书上第87页，图中的比 例臂有8个电阻组成共有io-1、io-2、io-3、i、io、io2

4、、io3七个档位的七个比 率值。比较臂由4组电阻箱组成。第i级为9个i欧姆电阻，第2、3、4级分别 为9个io欧姆、9个ioo欧姆、9个iooo欧姆的电阻。选择不同的比例臂和比较臂，可以测量从 i*io-3到9999*io3欧姆的电阻。2 QJ23型直流单电桥的使用步骤 使用前先将检流计锁扣打开，并调节调零器使指针或光点指标都置于零 位。 若使用外接电源，其电压应按规定选择。太高会损坏桥臂电阻，太低又 会降低灵敏度。 应先估计被测电阻的大约数值，以选择合适的比率，保证比较臂的4组电阻能全部用上。（举例说明） 测量时，应先按“电源”按钮，再按“检流计”按钮，然后调节平衡。 测量完毕，应先打开“检

5、流计”按钮，再打开“电源”按钮。在调节过程，也不 宜将检流计按钮按死。以免检流计通电时间太长。 测量结束并不再使用时，应将检流计锁扣锁上。四、直流双电桥（又称凯尔文电桥）的工作原理直流双电桥是用于测量小电阻的电桥。一般测量时的接线电阻和接触电阻其 数量级大约为io-2到io-4欧姆。如果这个值与被测电阻相比不能忽略，就应该 用双电桥测量。i直流双电桥的原理图如图7-4所示，图见书上第 测量时，接上Rx，然后调节个桥臂电阻，领检流计电流 可写出图7-4中三个回路的方程为：I iRi=I sRS+I aRi' I （Is-13）Ro=I3（Ri/+R2/）联立求解得：/）（d-电）或 Rx

6、=电 Rs+（Rj+Ri+R/? Ri R2Ri88页，（图用投影讲解）。Ig=0根据基尔霍夫定律，11=1 sR+l 3R2RX唱 RS+(R0 R2rl_RoRIR2R2Ro + Ri' + r2)( Rir2)Ri'可见，用双电桥测电阻，Rx值由两项组成，其中第一项与单电桥相同，第二项 称为更正项。可以想办法使更正项等于零。在制造时。令 Ri/= Ri、心 R2更正 项即可为零。为保证调节过程中始终保持更正项为零，还要把Ri和R/、R2和R2/成一对同轴调节的电阻，使改变 Ri、R2的同时，Ri/与r!会随之变化，并 能保持同步。这样就能保证更正项为零，另外，连接Rs和R

7、x电流接头的导线， 尽可能采用导电性良好、线径校粗的母线制成，其电阻Ro近于零。这样，即使庄RiR2与R不相等，因为Ro近于零，更正项还会等于零。则R弋Rs2双电桥可以测量小电阻的原因：Ri、 单电桥之所以不能测量小电阻，是因为单电桥测出的电阻值，包含了桥臂 间的引线电阻和接触电阻。而双电桥的电位接头的引线电阻和接触电阻位于 R2和Ri/、R2/±路中。如果Ri、R2、Ri/、R2/*身不小于10欧姆，则接触电阻可 以忽略不计。 双电桥的电流接头的引线电阻和接触电阻，一般包含在Ro中，而Ro是存在于更正项中，则对电桥平衡不产生影响。而另一端包含在电源支路中，也不影 响测量结果。五、Q

8、J44型直流双电桥对照实物，讲清该电桥的使用方法，并加以演示测量Rx/六、使用直流双电桥的注意事项1被测电阻的电位接头应于电桥的电位接头相连。如果Rx无电流、电位接头之分，就按书上第90页的图7-5所示电路接线。电位接头应比电流接头更靠 近Rx，且两对接头不能绞在一起。2双电桥的工作电流大，故测量要迅速，以免损耗电池。测量结束要立即关 闭电源。七、交流阻抗电桥的工作原理原理电路如图7-6所示，图见书上第91页（图配合投影来讲解）。调节桥臂 参数，使指零仪指零，表示电桥两顶点 C、d的电位相等，此状态为电桥的平衡。平衡时必定满足下面两个条件:* * * *I 1 Zl= I 4Z4， I 2Z2

9、= I 3 Z3*3 = *4得ZlZ3=Z2Z4所以，交流阻抗电桥的平* * *电桥平衡时，I g=0，有I 1 = 12，衡条件包括两个部分：一是相对桥臂阻抗模的乘积必须相等。 二是相对桥臂阻抗 幅角之和必须相等。即 |Zl|Z 3| = |Z 2|Z 4|© l+© 3=© 2+© 4。八、交流阻抗电桥的种类双电桥的四个桥臂要按一定的条件配置才有可能平衡。因此实际中进行配置桥臂尽量不采用电感作为已知的度量器。因为电感满载制造上很难与电阻 分开，其准确度不如标准电阻和标准电容。尽量使电桥平衡条件与电源频率无关。交流电桥要反复调节才能达到平衡。电桥达到

10、平衡所需反复调节的次数叫 收敛性。收敛性越好的电桥，调节平衡越快。要求电桥能够分别读数。即可以直接从刻度盘上读出被测参数的电阻与电 抗数值。时，应做到下面几点：交流阻抗电桥的种类：测量电容的电桥电路（也叫串联电阻式电容电桥）、测 量电容的电桥电路（海氏电桥）、西林电桥（测量高电压下材料的介质损耗）第八章万用表一、万用表的基本组成电感及晶体管 P值。万用表由测量机构（也叫表头）、 （对照实物讲解）万用表用途广泛，可以测量直流电流、直流电压、交流电压、直流电阻、音 频电平、交流电流。电容、 测量电路和转换开关组成。8-4所示。图见书上第94页（图用投影讲解）。闭路因为当转换开关接触点接触不好，只是

11、引起该档电路（一）直流电流测量电路测量电路如图8-3、 式分流器更适用于万用表。不通，而不会造成表头的损坏。对于图8-3电路该档的电流量程为：I=Ic_RSLRC Rsh式中I-一电流量程。即表头满偏时被测电路电流 IC-表头满偏电流 R?-该量程的分流电阻 Rc-该量程的表头支路总电阻（二）直流电压测量电路 测量电路如图8-5所示。图见书上第 针满偏所对应的被测电压U=I c/（Rc/+Rad 式中Ic/ 等效表头的电流满偏值Ra-附加电阻电压灵敏度是等效表头满偏电流IC的倒数。95页。利用投影讲解图8-5。当指Rc/-等效表头的内阻例如500型万用表的电压灵敏度为丄=一匚牙=20000 Q

12、N. iC 50*10S。注意：这里的电压灵敏度不是指仪表灵敏度（三）交流电压测量电路测量电路如图8-9所示。图见书上第97页，利用投影讲解8-9。磁电 系测量机构的偏转角决定于平均转矩，而平均转矩又决定于脉动电流的平 均值。因而仪表的指示值应该反映被测交流经整流后的平均值。如果串接附加电阻，贝U为电压表使用，此时电压量程Uc p=lc/（Rc/+ Rad.（四）直流电阻测量电路测量电路如图8- 12所示，图见书上第99页，利用投影讲解图8- 12。此时表头的电流为匸 一Rc +Rx式中：Rx被测电阻E电源电动势I= IC,指针应指在满偏位置。I=0指针应停在机械零点位置。Rc/-等效表头的内

13、阻 当外电路短路，即Rx = 0时。 当外电路断路，即Rx = x时。 当Rx = Rc，时I= Ic/ /2。指针恰好位于满偏电流一半的位置。由此可见，Rx的刻度与电流刻度方向相反。并且为不均匀的刻度。当被测电阻 与等效表头的等效内阻相等时，有1= Ic，/2，这时表头指针正好位于表盘刻度尺 的中心，这个中心位置所指的电阻就是该档等效表头的等效内阻，故把Rx = Rc，称为欧姆中心值。在测量电阻时，应选欧姆中心值与被测电阻相接近的挡位进行 测量。改变电阻档的量程，可采用下面两种方法：（1）保持电源电动势不变，改变分流电阻值。（2）改变分流电阻值的同时，提高电源电动势。（五）音频电平测量电路电

14、平是在通讯系统中，用来表示电功率或电压大小的一个参量， 用相对值表示。S=10lg（分贝 dB）PS=20 1磴1mW，负载为600Q,并以Po表示。即Po= 1mW .那么0分贝时对应的电压为U0二何R=J1*10亠 600 =0.775VdB”插孔，表笔不变。电测量中使用的分贝，统一规定为功率或电压与一个已知的标准零电平之比 的对数值。此零电平规定为测电平时，红表笔接“分贝的刻度是按交流电压最低档刻度的。 例如500型万用表交流电压最低档 是10V档。在10V的标尺上0.775V对应于0分贝，7.75V对应于20分贝。S=20 lgUl = S=20 IgZ =20 DbUi0.775二、

15、万用表的使用方法（一）测量前的准备工作1在测电阻前，先要做外观检查，然后检查电池电压是否足够。2机械调零。3 “电气调零”（也叫欧姆调零）。即将两表笔短接。看指针是否指零。不 指零，就要调整“调零”旋钮，使指针指零。4检查表笔位置是否正确。红表笔应接在标有“ + ”号的接线柱上；黑表笔 应接在标有“”或“*”号的接线柱上。（二）测电压或电流用万用表测电压或电流时，应注意以下几点：1要有监护人。监护人的技术等级要高于测量人。监护人的作用又两个：- 是使测量人与带电体保持规定的安全距离；二是监护测量人正确使用仪表和正确 测量。如果测量人不懂测量技术，有权制止测量工作。2测量时不要用手触摸表笔的金属部分，以保证安全和测量的准确性。Vo3测量高压或大电流时，不能在测量时旋动转动开关，避免转换开关的触头 产生电弧而损坏开关。4要注意被测量的极性，避免指针反偏而损坏仪表。5档不知道电压和电流有多大时，应先将量程档置于最高档