物理实验报告7_惠斯登电桥测电阻.docx

物理实验报告7_惠斯登电桥测电阻实验名称:惠斯登电桥测电阻 实验目的: a(掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和特点以及对电桥灵敏度的检测; b(学习消除系统误差的一种方法交换测量法。 实验仪器: QJ23直流电阻电桥、滑线变阻器、指针式检流计、电阻箱、待测电阻等。 实验原理和方法: QJ23直流电阻电桥使用方法: 本次实验的电压选择3V即可。接通电源后，指零仪转换开关拨向“内接”，旋转调零旋钮，将检流计指针调零。使用时，将待测电阻接在电桥的“”处，根据待测电阻的近似数值调节好量程Rx倍率和四个电阻箱。然后将“灵敏度”旋钮按逆时针方向旋转到最小，再按下“B”键(电源开关)以及“G”键(检流计开关)，此时指针可能不动;适当调高“灵敏度”，让指针偏转，调节电阻箱，使指针回零;再调高“灵敏度”，最后在最大灵敏度下，使指针回零，则待测电阻为量程倍Rx率K 总电阻读数，测量完每一个电阻后，必须放开“B”键，同时将“灵敏度”调节至最小，R，0再换测其他电阻。 惠斯登电桥原理: 如图，当检流计G指零时，存在关系式: U,U，即 IR,IR; abadabxad1U,U，即 IR,IR; bcdcbc0dc2I,I ， I,I，由此可得: abbcaddcR1R,R,KR ; x00R2R1K, 其中是比例臂的倍率。 R2电桥测电阻实际上是将待测电阻与标准电阻比较。标准电阻的精度可以造得很高，可达5位以上的有效数字，只要检流计足够灵敏，待测电阻可达到与标准电阻相同的精度。 使用QJ23型惠斯登电桥测电阻并测定电桥灵敏度: 假设某一待测电阻在电桥倍率为K、电阻为下取得平衡，当电桥电阻改变时，假设RR,Rx00,n电桥的检流计指针改变格，则电桥灵敏度定义为;灵敏度S反应了电桥对电阻S,R,n/,R00相对变化量的分辨能力，是衡量电桥精度的重要参数。 将前面测过的3个电阻用QJ23型直流电阻电桥重新测量;在测量每一个电阻时，要求同时,n测量相应的灵敏度。测量灵敏度时，要求有尽可能大的数值，并应估读一位，可以减少测量误,n,n差;若第一次的是在下取得的，则第二次的应在下取得，这R,R，,RR,R,R000000,n样两次得到的应很接近，容易判断数据的合理性。测量灵敏度之前，若检流计指针不为零，应将指针临时调零，但测量完灵敏度后开始测量另外一个电阻时，必须重新将指针调零。 使用非平衡电桥测量动态电阻: 非平衡电桥内部电路如图所示: 将1R、2、3端短路;8、9端短路，待测电阻接在7、8两端，毫伏表当检流计，当毫伏表指xR2R,RR零，即构成惠斯登电桥;此时。此处的用专用电阻。 x3xR1RRR固定R、R、，当随温度变化时，毫伏表显示非零值，的改变数值可以由毫伏表的3xx21示数求得，因此可用非平衡电桥测量动态电阻。 RRR测量时，水浴锅内加入适量清水，先不接通电源，取=110，在室温下调节，使毫321R,RR伏表尽量指零，此时，记下室温、以及毫伏表读数;然后接通水浴锅电源，使水浴x0x03锅内的待测电阻加热，以改变其温度，当温度达到一定值后，记录温度和相应的毫伏表读数，继续:C:C加热，测定下一组温度的数据，每间隔10测量一组数据，直到温度为90为止，记录数据。 ,V以T为横坐标，为纵坐标，用坐标纸作图。 保持、数值不变。将换成电阻箱，从110调节电阻箱，记下毫伏表读数;以后RRRR3x21每增加5，记录一次毫伏表读数，直至电阻为140为止，并且记录数据。 ,V,V以R为横坐标，为纵坐标，在同一坐标纸上以适当比例(按同一比例)作图。由此可,V,V确定T图上的每一点所对应的R值:通过该点作水平线，与R曲线交点对应的R即为所求值 参数及数据记录:见附表的数据记录表 数据处理:曲线图见附表的坐标纸 思考题: 1(为什么用电桥法测电阻比用伏安法准确,若在伏安法中进行电阻修正，其测量结果能达到电桥精度吗, 答:电桥的实质是把未知电阻与标准电阻相比较，而且标准电阻的精度可以制作得很高。因此用电桥测电阻时，只要检流计足够灵敏，且选用标准电阻做桥臂，则待测电阻可以达到其它三臂的标准电阻具有的精度。 电桥电路中的检流计只是用来判断是否有电流通过，并不需要读出电流的数值，所以只要检流计的灵敏度很高，则测量结果的精度就可以很高。 而伏安法测量电阻，需要考虑到许多因素，要进行电流或者电压修正，并且要读出电流示数，这样造成的误差相对电桥来说很大，要达到电桥所达到的精度是相当的困难。 ,n 2(何谓电桥灵敏度,测电桥灵敏度时，为什么要尽可能大并且估读一位, 答:电桥灵敏度的定义为: ,nS, ,R,0,R0,n 尽可能大并且估读一位是为了测量的误差，提高测量结果精度。 3(如果要求测量误差小于万分之五，则电桥的灵敏度应为多大, RRR,K