双臂电桥灵敏度实验报告VIP

双臂电桥灵敏度探讨【摘要】：正仪器灵敏度概念在平衡测量、补偿测量中非常重要,它直接影响测量结果的误差和仪器配备等问题。在大学物理实验中,由于所配平衡指示器(如检流计)的灵敏度可能不是很高,所以这个问题比较突出。单臂电桥(惠斯通电桥)的灵敏度已在许多文献中加以讨论,而双臂电桥(开尔文电桥)的灵敏度比单臂电桥的低,讨论的也较少,本文着重对双臂电桥的灵敏度进行讨论。【关键词】： 双臂电桥 电桥灵敏度 检流计 电桥的相对灵敏度 平衡指示器 单臂电桥 测量结果 大学物理实验 惠斯通电桥 电桥电路图仪器灵敏度概念在平衡测量、补偿测量中非常重要, 它直接影响测量结果的误差和仪器配备等间题，在大学物理实验中, 由于所配平衡指示器（如检流计）的灵敏度可能不是很高, 所以这个问题比较突出，单臂电桥的灵敏度已在许多文献中加以讨论, 而双臂电桥的灵敏度比单臂电桥的低, 讨论的也较少, 本文着重对双臂电桥的灵敏度进行讨论。1、电桥灵敏度的表示在电桥测量中, 需要用检流计, 检流计有其灵敏度S, 单位为格/ 安.数值越大, 灵敏度越高，而作为整个仪器, 电桥也有灵敏度，电桥灵敏度有绝对灵敏度和相对灵敏度之分, 绝对灵敏度表示为式中R为某一桥臂电阻Rx的改变量, 而u为检流计的变化量,电桥的相对灵敏度表示为它们之间无本质上的区别, 本文使用相对灵敏度S.单臂电桥电路图见图1 , 由基尔霍夫定律可得2、双桥灵敬度的推导双臂电桥是在单桥的基础上增加了一组桥臂而成, 它主要用来测量低电阻, 其电路图见图2，r为跨线铜片r值大小将影响大小，如果忽略其接触电阻，将r单独画出，见图3在推导双桥电路灵敏度时, 先将双桥电路化成单桥、双桥电路中abc三点中的三个电阻Ra、Rb、r 是三角形接法, 见图4 , 利用三角形和星形接法的等效变换, 可以将其变换成星形接法, 见图5 , 并可得经过以上变换, 双桥电路就等效于图6 电路设双桥电路就等效于单桥电路, 见图7 , 参照公式（7），可得出双臂电桥灵敏度为3 双桥灵敏度的讨论从图7 电路和公式（10）可以看出, 双桥等效电路中, 由于以下因素使电桥灵敏度下降,（1）Rg=Rg+R增大了检流计等效内阻, 相当于给检流计串联一个电阻 , 从而减小电桥灵敏度（2）由于Rx,Rn阻值较小, AC 两点电压不大也降低了电桥灵敏度对于公式（10）, 在实际测量中还可根据具体情况作一定简化，双臂电桥中,R1、R2、R3、R4一般都小于10欧，而Rx、Rn又远大于r , 如Rx、Rn为0.1欧姆。用粗铜板, 其阻值为0.0010.003欧姆。则有从以上分析可以看出, 双桥和单桥灵敏度的差异, 及在特定条件下二者可以等同起来，在双臂电桥的实际使用中，可以根据具体情况进行简化, 如r与Rx、Rn同数量级的情况、R非常小的情况, 以及r 比Rx、Rn大的情况等在平衡测量中, 仪器灵敏度是仪器的重要指标之一，若过高, 会给测量带来不便, 易损坏平衡指示器, 若过低, 会给测量结果引入很大误差, 即灵敏度误差, 对于双臂电桥来说, 主要问题是灵敏度可能偏低在实际使用中, 应想法提高其灵敏度, 并采取如下措施：1）适当提高工作电压, 但工作电流必须在仪器允许范围之内2）使甩灵敏检流计3）使用内阻小的检流计4）尽量减小二的阻值4 结束语在使用一台仪器进行测量时