惠斯通电桥比例臂的选取_第1页
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惠斯通电桥比例臂选取原则惠斯通电桥主要用于测量中值电阻（）， 是大学物理实验课程中常见的一个实验项目；在实验室条件下，一般利用自组电桥测量几百和几千欧姆的电阻，这里主要讨论在测量上述中值电阻时比例臂选取的问题。1.电桥法测电阻原理电桥平衡条件：2.比例臂的选取原则2.1 K的选取令，的选取与两个因素有关：（1）与待测电阻数量级有关；（2）与测量结果有效数字位数有关。在专用电桥中，由四档电阻箱设置，最高位为千位。如果选择合适的话，使得千位不为零，则测量结果将会有四位有效数字。如某待测电阻为几百欧姆，则其数量级为，又由于数量级为，故；如某待测电阻为几千欧姆，则其数量级为，又由于数量级为，故2.2 的选取，当待测电阻为几千欧姆时，依据上述分析，即；单从表达式上看，的取值不固定，如，是不是任选一组均可？仅从电桥平衡条件来看，似乎是这样。但当考虑到电桥的灵敏度时，我们发现，最佳实验条件是取同数量级。现分析如下。电桥的灵敏度是作这样描述的：当电桥达到平衡状态时，若对其中任何一个电阻做微小改变，电桥平衡被破坏，指针将发生偏转；显然，在电阻改变一定的情况下，指针偏转角度越大，则电桥越灵敏，测量也越准确。以平衡态时电阻作小的改变，电桥灵敏度定义为：其中为改变时，检流计指针偏转格数。惠斯通电桥的灵敏度与电源电压成正比, 与检流计的灵敏度成正比, 与检流计内阻、桥臂总阻值、桥臂电阻之比等因素均有关系。对此已有诸多文献论述，在此不再赘述，这里主要分析在电源电压一定及检流计给定的情况下，如何对进行选择才能保证电桥具有较高的灵敏度。2.2.1 理论分析由前述分析，依据被测电阻数量级与数量级可确定比例系数，如下表所示1现在分析，当比例系数确定后，如何对进行确定。检流计两端电压，当检流计内阻一定的情况下，越大则检流计偏转越大。在平衡状态下，由于，可得在平衡条件下，对任一电阻作一小的改变，如以为例，当改变量一定时，越大，则电桥越灵敏。设待测电阻为，则平衡时，现在设，则取不同数量级时，是不同的，如下表所示111000995101010009951001001000995100010001000995100001000010009951110095101010095100100100951000100010095
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