实验六单臂电桥测中值电阻

1、实验六单臂电桥测中值电阻三三.原理原理 利用桥式电路制成的电桥是一种用比较法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，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它通常用来精确测量10107的中值电阻。的中值电阻。 电桥的构成包括四个桥臂电桥的构成包括四个桥臂（比例臂（比例臂R1和和R2，比较臂，比较臂Rs，待

2、测臂，待测臂Rx），），“桥桥”平衡指示器平衡指示器（检流计）（检流计）G和工作电源和工作电源E。在自组滑线式电桥线路中在自组滑线式电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节还联接有电桥灵敏度调节器器Rn（滑线变阻器）。（滑线变阻器）。桥式电路的基本结构桥式电路的基本结构: : 电桥平衡时，检流计没有电流通过，电桥平衡时，检流计没有电流通过，B点与点与D点电压相等点电压相等VB=VD，即有：，即有： I1R1=I2R2 I1Rx=I2Rs 联立解得：联立解得： sxRRRR 21 由平衡条件可见电桥的平衡与工作电流无关，用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

3、的阻值电桥测电阻，待测阻值只需通过三个标准电阻的阻值便可求得。这一过程相当于把便可求得。这一过程相当于把Rx与标准电阻相比较，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本原理比较法测电阻。比较法测电阻。电桥平衡的条件：电桥平衡的条件：滑线式电桥滑线式电桥1R2R 注意：滑动头左右端可在实验开始时任选，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。建议但选定后应保持不变。建议D点选在点选在50cm处。处。滑线式电桥接线图滑线式电桥接线图保护电阻保护电阻D 正确调节滑线式电桥平衡的方法。正确调节滑线式电桥平衡的方

4、法。 调节电桥平衡应遵循先粗后细的原则。粗调调节电桥平衡应遵循先粗后细的原则。粗调时先将时先将R调至最大，将带保护电阻调至最大，将带保护电阻Rn的闸刀断开，的闸刀断开，调调Rs为某值为某值Rs1，检流计指针偏向一边，当调，检流计指针偏向一边，当调Rs为另一值为另一值Rs2时，指针偏向另一边，显然要使时，指针偏向另一边，显然要使指针不偏转（指零），指针不偏转（指零），Rs的值必定在的值必定在Rs1与与Rs2之间。据此，采用逼近法逐渐缩小之间。据此，采用逼近法逐渐缩小Rs1与与Rs2的的差值，直到调至准确的差值，直到调至准确的Rs值，使检流计指针指值，使检流计指针指零；细调时，则需将零；细调时，则

5、需将R调至最小，将保护电阻调至最小，将保护电阻Rn短路（合上闸刀），微调短路（合上闸刀），微调Rs使检流计再次指零，使检流计再次指零，此时电桥达到平衡。此时电桥达到平衡。滑线式电桥不等臂误差的消除。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实验中滑线式电桥的比例臂电阻R R1 1与与R R2 2不完全相不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，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得到一个R Rs s值，然后可将值，然后可将R Rx x与与R Rs s的位置交换，按同

6、的位置交换，按同样方法再测一次得到一个样方法再测一次得到一个R Rs s值，两次测量，电桥值，两次测量，电桥平衡后分别有平衡后分别有 sxRRRR 2112sxRRRR ssxRRR 联立两式得：联立两式得： 由上式可知：交换测量后得到的测量值与由上式可知：交换测量后得到的测量值与R1、R2阻值无关。阻值无关。提高电桥灵敏度的途径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，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：略去），可以得到下列结论： 在不超过桥臂电阻额定功率的情况下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

7、增加电源电压可提高电桥灵敏度。电桥灵敏度。 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）。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。在实验过程中特别强调保护检流计。用滑线式电桥测量时，应根据待测电阻用滑线式电桥测量时，应根据待测电阻Rx值，调值，调Rs与与Rx近似，近似，调节电桥平衡时，要遵循先粗后细的原则，粗测时，先将调节

8、电桥平衡时，要遵循先粗后细的原则，粗测时，先将Rn调调至最大，在电桥支路上串入保护电阻至最大，在电桥支路上串入保护电阻Rn减小通过检流计的电流；减小通过检流计的电流；初步平衡后，再将初步平衡后，再将R调至最小，并将调至最小，并将Rn短接进行细测。短接进行细测。用箱式电桥测电阻用箱式电桥测电阻 参看下表，参看下表，R为，调节为，调节R找到检找到检流计指针出现左右偏转时对应的档次。以确定流计指针出现左右偏转时对应的档次。以确定待测电阻的数量级。待测电阻的数量级。 根据待测电阻的数量级，按上表选择电源电压和根据待测电阻的数量级，按上表选择电源电压和R1、R2，接线后应先接通，接线后应先接通“电池电池”，依次调节