直流单臂电桥测电阻.ppt

直流单臂电桥测电阻,刘 铭 河北工业大学 物理实验中心,一、实验目的,（1）掌握用直流单臂电桥测电阻的原理和方法； （2）掌握线路连接和排除故障的技能； （3）掌握调节电桥平衡的操作方法。,二、实验仪器,滑线式电桥、箱式电桥， 电阻箱，滑线变阻器，待测电阻， 数字万用表，直流稳压电源，开关。,三、实验原理,电桥平衡时（Ig=0）：,k称为比率臂倍率，R0称为比较臂，Rx称为测量臂。若R0的阻值和倍率k已知，即可由上式求出Rx 。,调节电桥平衡方法有两种： （1）保持电阻R0不变，调节倍率k； （2）保持倍率k不变，调节电阻R0。 本实验采用后一种方法，即保持倍率k不变。,电桥的灵敏度,电桥灵敏度： 灵敏度的物理意义是电桥平衡后，改变待测电阻阻值大小引起 检流计指针偏转的格数。 电桥相对灵敏度： 可以证明，电桥中倍率k=1为最佳实验条件，此时灵敏度最高，相对不确定度最小。,四、实验内容与步骤,1、滑线式电桥测电阻 滑线式电桥是将直流单臂电桥的比率臂电阻R1和R2用一根均匀的电阻丝来代替。电阻丝上装一个可以滑动的按键，按下它可将电阻丝分成l1和l2两段，相当于R1和R2，各段长度可以从旁边的米尺读出。根据均匀导线的电阻和长度成正比的关系，有 这就是滑线式电桥的平衡条件。,为了消除倍率的误差对测量结果的影响，实验中应在保持l1/l2不变的条件下，交换R0和Rx再测一次。如电桥平衡时R0变成R0，则， 交换前 交换后 上式为最后的测量结果。,实验步骤： （1）按原理图接好线路，用数字万用表做检流计（选直流电压2V档），接于A、B之间。 （2）把滑动按键置于电阻丝的中点，使倍率为1。 （3）检查线路后接通电源。调节电桥平衡，方法是：使电阻箱各旋钮都置于“零位”，然后从倍率最大的旋钮开始测试，先旋至较大的阻值，依次减小阻值，直至AB间的电压值出现最小值，这样就找到了电阻的大约范围。再细调，使AB间的电压值为零，则待测电阻就等于R0的值。 （4）对换R0和Rx的位置（注：连接导线不对换），并保持滑动按键位置不动，重测一次，以消除电阻丝不均匀和导线电阻、接触电阻等带来的误差。,2、箱式电桥测电阻,箱式电桥的基本线路与滑线式电桥相同，面板上每个旋钮的功能和使用方法: （1）待测电阻由面板右下角的接入端接入。 （2）旋钮由四个盘共同构成，分别代表个位，十位，百位，千位。 （3）倍率旋钮用来调节比值，有七种选择：0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000。测量时，要根据待测电阻的大小选择合适的倍率，务必使电阻箱的四个旋钮都用上，要使测量结果有四位有效数字，以便减小误差。 （4）检流计和检流计机械调零。 （5）两个按键开关，电源开关B，检流计开关G。G用跃按法，以防损伤检流计。,实验步骤： （1）打开箱式电桥，检流计调零，灵敏度置于最小。 （2）将待测电阻用短导线接于两端。 （3）选取适当倍率。 （4）按下电源开关B。调节电桥平衡，使R0的百位以下旋钮置于零，然后用千位旋钮找出检流计指针向两边偏转的区间。这就是待测电阻的阻值范围。再细调R0使检流计指针指零，记下R0和倍率。,五、实验数据及处理,1、滑线式电桥测电阻,1,2,2、箱式电桥测电阻,3,4,六、思考题,直流单臂电桥的平衡条件是什么？ 为什么用电桥测电阻比用伏安法、欧姆表测电阻准确？ 用惠斯通电