用單臂電橋測(cè)電阻帶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理5頁.docx
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1、本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱: 用單臂電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)13 用單臂電橋測(cè)電阻(略寫)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?)掌握用單臂電橋測(cè)量電阻的原理和方法。(2)學(xué)習(xí)用交換法減小和消除系統(tǒng)誤差。(3)初步研究電橋的靈敏度?!緦?shí)驗(yàn)原理】單臂電橋,也叫惠斯登電橋,適用于精確測(cè)量中值電阻(10106)的測(cè)量裝置。電橋法測(cè)電阻,其實(shí)質(zhì)是把被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻相比較,已確定其值。由于電阻的制造可以達(dá)到很高的精度,所以用電橋法測(cè)電阻也可以達(dá)到很高的精度。電橋分為直流電橋和交流電橋兩大類。直流電橋又分為單臂電橋和雙臂電橋。惠斯登電橋是直流電橋中的單臂電橋;雙臂電橋又稱為開爾文電橋,適用于測(cè)量低電阻(10-610)。單臂電橋的線路原理單臂
2、電橋的基本線路如圖所示。它是由四個(gè)電阻R1,R2,Rs,Rx連成一個(gè)四邊形ACBD,在對(duì)角線AB上接上電源E,在對(duì)角線CD上接上檢流計(jì)P組成。接入檢流計(jì)(平衡指示)的對(duì)角線稱為“橋”,四個(gè)電阻稱為“橋臂”。在一般情況下,橋路上檢流計(jì)中有電流通過,因而檢流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)。若適當(dāng)調(diào)節(jié)某一電阻值,例如改變Rs的大小可使C,D兩點(diǎn)的電位相等,此時(shí)流過檢流計(jì)P的電流Ip=0,稱為電橋平衡。則有Uc=Ud (1)Ir1=Irx=I1 (2)Ir2=Irs=I2 (3)由歐姆定律知Uac= I1 R1= Uad= I2R2 (4)Uax= I1 Rx= Udb= I2Rs (5)由以上兩式可得Rx=R1R2R
3、s (6) 此式即為電橋的平衡條件。若R1,R2,Rs已知,Rx即可由上式求出。通常取R1,R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻,稱為比率臂,將R1R2稱為橋臂比;Rs為可調(diào)電阻,成為比較臂。改變Rs使電橋達(dá)到平衡,即檢流計(jì)P中無電流流過,便可測(cè)出被測(cè)電阻Rx的值。用交換法減小和消除系統(tǒng)誤差分析電橋線路和測(cè)量公式可知,用單臂電橋測(cè)量Rx的誤差,除其他因素外,還與標(biāo)準(zhǔn)電阻R1,R2的誤差有關(guān)??梢杂媒粨Q法來消除這一系統(tǒng)誤差,方法是:先連接好電橋線路,調(diào)節(jié)Rs使P中無電流,可求出Rs,然后將R1與R2交換位置,再調(diào)節(jié)Rs使P中無電流,記下此時(shí)的Rs,可得Rx=R2R2Rs,相乘可得Rx=RsRs,這樣就消除了由R1,R
4、2本身的誤差引起的對(duì)Rx引入的測(cè)量誤差。Rx的測(cè)量誤差只與電阻箱Rs的儀器誤差有關(guān),而Rs可選用高精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻箱,這樣系統(tǒng)誤差就可減小。電橋的靈敏度檢流計(jì)的靈敏度總是有限的,如實(shí)驗(yàn)中所用的檢流計(jì),指針偏轉(zhuǎn)一格所對(duì)應(yīng)的電流大約為10-6A。當(dāng)通過它的電流比10-7A還要小時(shí),指針偏轉(zhuǎn)小于0.1格,就很難察覺出來。假設(shè)電橋在R1/R2=1時(shí)調(diào)到了平衡,則有Rx=Rs。這時(shí),若把Rs改變Rs,電橋就失去了平衡,檢流計(jì)中有電流Ip流過。但是如果Ip小到使檢流計(jì)覺察不出來,還會(huì)認(rèn)為電橋還是平衡的,因而得出Rx=Rs+Rs。這樣就會(huì)因?yàn)闄z流計(jì)的反應(yīng)不夠靈敏而帶來一個(gè)測(cè)量誤差Rx=Rs。為表示此誤差對(duì)測(cè)量
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