大学精品课件：电桥2015.ppt

1、华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 物理实验中心网站 172.20.54.15 2015-09 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 电桥有许多种电桥有许多种, ,不仅可以测量电阻不仅可以测量电阻, ,不不 同的电桥还可以测量电容、电感、温度、同的电桥还可以测量电容、电感、温度、 压力、真空度等许多物理量，也广泛应用压力、真空度等许多物理量，也广泛应用 于近代工业

2、生产的自动控制中。于近代工业生产的自动控制中。 电阻的常用测量方法 伏安法伏安法 电桥法电桥法 电流表、电压表准确度不高，表内及线路电流表、电压表准确度不高，表内及线路 本身带有电阻误差，精确度不高本身带有电阻误差，精确度不高 将待测电阻与标准电阻进行比较，将待测电阻与标准电阻进行比较， 精确度很高，操作更简洁精确度很高，操作更简洁 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 实验原理 RA/RB 比率臂比率臂 Rs 比较臂比较臂 Rx 待测电阻待测电阻 KG 保护开关保护开关 直流平

3、衡电桥；平衡比较法直流平衡电桥；平衡比较法 电桥的平衡条件？电桥的平衡条件？ I =0 Rs R R R B A X 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 实验原理 误差主要来源误差主要来源 1.R1.RA A、R RB B本身的误差本身的误差 2.2.电桥的灵敏度电桥的灵敏度; ; 3.3.触点误差触点误差; ; 4.4.电阻箱示值电阻的电阻箱示值电阻的 仪器误差仪器误差 Rs R R Rx B A 修正系统误差修正系统误差 交换法交换法（互易法互易法） sR R R Rx A

4、 B SS RRRx 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 仪器的操作技能与调整技术 Rs R R R B A X 比率臂比率臂 如何尽快使电桥平衡？如何尽快使电桥平衡？ 反向区逐次逼近法反向区逐次逼近法 如何判断电桥是否平衡？如何判断电桥是否平衡？ 如何保护检流计？如何保护检流计？ 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 1.1.自组电桥自组电桥 C C越小，有效数

5、字位数越多，测量结果越精确越小，有效数字位数越多，测量结果越精确 2.2.箱式惠斯通电桥箱式惠斯通电桥 C C的选取应使的选取应使RsRs有效位数最多（四位），有效位数最多（四位）， 提高测量精度提高测量精度 3.3.开尔文电桥开尔文电桥 比率臂的选择 CRsRX 比率臂比率臂 选择原则：选择原则：充分利用仪器，充分利用仪器， 使使Rs有效位数最多，有效位数最多， 测量精度最高。测量精度最高。 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 实验仪器 直流电源，检流计，可变电阻箱，直流电源

6、，检流计，可变电阻箱， 待测电阻，待测电阻， 元器件插座板元器件插座板 QJ24aQJ24a型惠斯通直流电桥型惠斯通直流电桥 QJ42QJ42型开尔文双臂电桥型开尔文双臂电桥 四端接线箱，螺旋测微计四端接线箱，螺旋测微计 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 六钮电阻箱 10000 1000 100 10 1 0.1 99999.9 9.9 0.9 0 (0.0010.002 ) SRS Rm 仪 内部接线图内部接线图 接入转盘数接入转盘数 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大

7、学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 检流检流 计调计调 零钮零钮 检流计检流计 开关开关 电源电源 开关开关 22 实验仪器惠斯通电桥 比较臂比较臂 比率臂比率臂 电源电源:用电池用电池 将金属片接上将金属片接上 待测电阻待测电阻 接入处接入处 使用时使用时 将金属将金属 片接在片接在 外接上外接上 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 实验仪器开尔文电桥 检流检流 计调计调 零钮零钮 电源电源 1.

8、5V 比较臂比较臂 比率臂比率臂 待 测 电 阻 接 入 处 （ 四 端 ） 待 测 电 阻 接 入 处 （ 四 端 ） 电源电源 开关开关 检流计检流计 开关开关 G G短路短路 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 实验内容 1.1.自组电桥交换法测量电阻自组电桥交换法测量电阻 RxRx2 2（200200） RxRx3 3（20002000） 2.2. 自组电桥分别用比率臂为自组电桥分别用比率臂为 100/100 100/100 、100/1000100/1000、 100

9、/10000100/10000 测量电阻测量电阻 RxRx1 1（2020） 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 3 .3 .用用QJQJ- -24a24a型惠斯通箱式电桥，选择合适的比率臂型惠斯通箱式电桥，选择合适的比率臂 分别测量待测电阻分别测量待测电阻RxRx1 1（2020）、）、 R RX2X2（200200）、）、 RxRx3 3（20002000） 4.4.试用试用QJQJ4a4a型惠斯通电桥测量铜棒电阻，分析惠斯登型惠斯通电桥测量铜棒电阻，分析惠斯登 电桥测量电

10、阻的合适范围。电桥测量电阻的合适范围。 5.5.用用QJQJ4242型开尔文双臂电桥测量铜棒电阻，并用作图法计型开尔文双臂电桥测量铜棒电阻，并用作图法计 算铜棒的电阻率。算铜棒的电阻率。 （提示：测量点选在电阻值为同一数量级处，请思考为什（提示：测量点选在电阻值为同一数量级处，请思考为什 么？）么？） 2 4 RLL Sd 实验内容 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 电学实验的操作规程 先接线，后通电先接线，后通电 先断电，后拆线先断电，后拆线 仪器布局合理仪器布局合理 “便

11、于连线，利于操作，易于观察，保证安全便于连线，利于操作，易于观察，保证安全” 一个一个回路接线一个一个回路接线 准备准备 连线连线 检查检查 实验实验 连线连线 通电通电 归整归整 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 数据处理-交换法测量 1.1.计算计算RxRx2 2和和RxRx3 3的测量值；的测量值； 2.2.推导推导U URxRx，计算，计算U URx2Rx2和和U URx3Rx3 ， 实验结果表示为实验结果表示为 SSX RRR 2 2 2 1 S SXR S S R

12、 S S R U R R U R R U X RX UR 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 数据处理-电阻率 3.3.用图解法计算铜的电阻率用图解法计算铜的电阻率, ,作作R RL L图图, ,计算斜率计算斜率 tg d 4 2 tg 2 4 RLL Sd 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 实验方法总结 1.1.按自组电桥电路图按自组电桥电路图, ,根据电学

13、实验的操作规程正确接线根据电学实验的操作规程正确接线 2.2.用用“反向区逐次逼近法反向区逐次逼近法”调节电桥平衡调节电桥平衡 3.3.正确使用桥路中高值限流电阻正确使用桥路中高值限流电阻RMRM，以保护检流计，以保护检流计 4.4.正确调整箱式电桥正确调整箱式电桥 5.5.惠斯登电桥比率臂的选择原则为测量结果的有效数字惠斯登电桥比率臂的选择原则为测量结果的有效数字 最多最多 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 1.1.测量什么？用何种方法？依据的原理测量什么？用何种方法？依据

14、的原理 2.2.误差来源及消除方法误差来源及消除方法 3.3.分析电路，仪器的操作技能与调整技术分析电路，仪器的操作技能与调整技术 4.4.仪器的测量范围、使用规范仪器的测量范围、使用规范 思考与讨论的问题 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 注意事项 1.1.请注意保护检流计请注意保护检流计: :检流计允许通过的电流为检流计允许通过的电流为1010- -6 6A,A,在实验在实验 中中, ,每一操作必须考虑检流计的安全每一操作必须考虑检流计的安全; ; 2.2.用箱式电桥测定

15、待测电阻前用箱式电桥测定待测电阻前, ,应先粗略估测其阻值应先粗略估测其阻值; ; 3.3.电阻值随温度变化电阻值随温度变化, ,开关应短时间接通开关应短时间接通; ;不测量时不测量时, ,关掉电源关掉电源 4.4.注意箱式电桥注意箱式电桥“B B”与与“G G”按键的操作顺序按键的操作顺序, ,先按先按“B B”再按再按 “G G”, ,先放先放“G G”再放再放“B B”. . 5.5.严禁电源短路严禁电源短路! 6.6.自组电桥电源电压不超过自组电桥电源电压不超过4.5V4.5V；惠斯通电桥不接外部电源；惠斯通电桥不接外部电源； 开尔文电桥电源电压为开尔文电桥电源电压为1.5V.1.5V. 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 仪器整理