直流电桥测电阻实验报告

直流电桥测电阻实验报告 物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告 班 级___信工C班___组 别______D______ 姓 名____李铃______学 号_1111000048_ 日 期___2013.4.24__指导教师___刘丽峰___ 【实验题目】_________用惠斯通电桥测电阻___【实验目的】 1、掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻的原理; 2、学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ; 3、了解提高电桥灵敏度的几种方法; 4、学会测量单电桥的灵敏度。 【实验仪器】 QJ- 23型箱式电桥，滑线电阻，转柄电阻箱(0,99999.9Ω)，检流计，直流电源， 待测电阻，开关，导线若干。 【实验原理】 1(惠斯通电桥测量电阻的原理 图5.1是惠斯通电桥的原理图。图中R1、R2和R0是已知阻值的电阻，它们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。四边形的对角A和B之间接电源E;对角C和D之间接有检流计G，它像桥一样。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D两点之间的电位不相等时，桥路中的电流IG?0，检流计的指针发生偏转;当C、D两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流IG=0，检流计指针指零，这时我们称电桥处于 平衡状态。当电桥平衡时， ， 两式相除可得到Rx的测量公式 (5-1) 电阻R1R2为电桥的比率臂，R0为比较臂，Rx为待测臂。 只要检流计足够灵敏，等式(1)就能相当好地成立，被测电阻值Rx可以仅从三个已知电阻的值来求得，而与电源电压无关。由于R1、R2和R0可以使用标准电阻，而标准电阻可以制作得十分精密，这一过程相当于把Rx和标准电阻相比较，因而测量的准确度可以达到很高。 2(电桥的灵敏度 电桥平衡后，将R0改变?R0，检流计指针偏转?n格。如果一个很小的?R0能引起较大的?n偏转，电桥的灵敏度就高，电桥的平衡就能够判断得更精细。 电表(检流计)的灵敏度 是以单位电流变化量 所引起电表指针偏转 的格数来定义的，即 (5-2) 同样在完全处于平衡的电桥里，若测量臂电阻Rx改变一个微小量?Rx，将引起检流计指针所偏转的格数?n，定义为电桥灵敏度，即 (5-3)但是电桥灵敏度不能直接用来判断电桥在测量电阻时所 产生的误差，故用其 相对灵敏度来衡量电桥测量的精确程度，即有(5-4) 定义为电桥的相对灵敏度。它反映了电桥对电阻相对变化量的分辨能力，实验中可以据此测出所用电桥的灵敏度。可以证明改变任何一个桥臂，电桥的相对灵敏度都是相同的。 (5-5) 当电桥处于平衡点附近，且为微小量时，可以得到 (5-6) 由(5-6)式分析可知: (1)电桥灵敏度S与检流计的灵敏度成正比，检流计灵敏度越高电桥的灵敏度也越高。 (2)电桥的灵敏度与电源电压E成正比，为了提高电桥灵敏度可适当提高电源电压E。 (3) 电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值 的增大而减小，随着 ()的增加而减小，臂上的电阻阻值选得过大，将大大降低其灵敏度，臂上的电阻阻值相差太大，也会降低其灵敏度。 以上结论为改善电桥相对灵敏度指出了方向，需要指出，在运用提高电源电压和减小桥路各臂阻值以便提高电桥相对灵敏度，千万不要使各臂电阻的负载超过其额定功率，不然将会损坏各臂电阻。 同时一般成品电桥为了提高其测量灵敏度，通常都安装有外接检流计与外接电源接线柱。但是外接电源电压的选定不能简单为提高其测量灵敏度而无限制地提高，还必须考虑桥臂电阻的额定功率，不然就会出现烧坏桥臂电阻的危险。 【实验内容】 一、用自组惠斯通电桥测电阻 测量的电路图如图5.1所示，图中R1、R2和R0均为旋臂电阻箱，Rx为待测电阻，滑线变阻器的作用是来调节加在电桥两端的电压大小。具体的实验步骤如下: 1.首先用万用表粗测出待测电阻的大小，然后选择合适的比例 2.调节电源的输出旋钮，使其输出相对较低的电压，调节R0使检流计指针不偏转，再调高电源的输出电压，继续调节R0使检流计指针不偏转，记下此时R0的数值，利用公式(5-1)计算出待测电阻值。 3.对于同一个被测电阻，使用三个不同的比例臂，重复步骤(2)进行测量，取三次测量的平均值即为最终的值。填写以下表格: 本实验使用AC5,2型0.5级直流指针式检流计，它的灵敏度较高，使用时必须注意: (1)将指针锁钮转向白点处，此时指针可以转动，进行零点校准。 (2)测试时将“电计”开关按下，检流计与线路接通，否则指针不偏转。断电后，若指针 来回摆动，则可按一下“短路”开关，使之尽快静止，以便再 次测试。 (3)在初调电桥平衡时，如果发现按下“电计”开关时，指针以较快的速度偏向一侧，此 时应立刻松开“电计开关，防止非瞬时过载引起的损坏。注意不要将“电计”按钮锁住。 (4)检验电桥是否达到平衡，是以按下“电计”按钮，指针不发生任何可察觉的摆动为准， 不要以指针是否指零为依据。 (5)测量完毕应将指针锁钮拨向红点，使检流计指针出于止动状态。 二、用箱式惠斯通电桥测电阻 箱式桥是把电桥的各个元件，包括标准电阻箱、检流计、保护电阻、电源、开关等，装在一个箱子里，便于携带、使用方便(箱式电桥型号各异，本实验使用的QJ一23型直流单臂电桥，又叫惠斯通电桥，适用于测量10Ω以上的中值电阻。 具体的实验步骤如下: 1.首先进行零点调节，当无电流通过检流计时，其指针应指向零点。 2.将待测电阻Rx接在接线柱Rx1、Rx2之间，根据待测电阻阻值的大小，适当选择比率臂K值(可参看倍率选择表)。K值的大小要使比较臂(电阻箱)上的四个刻度转盘，都要参与调节，即保证电阻的测量结果达到四位有效数。 3.K一般应置于一个估计值，按下电源按钮B，同时按下按钮G将检流计接通，观察检流计指针偏转情况，若指针是偏向“+”的一边， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 待测电阻Rx大于估计值，这时应当增大比较臂上电阻的示值;反之若检流计指针是偏向“一”一边，说明待测电阻Rx比估计值小，应减小比较臂上电阻示值(逐个调节比较臂电阻箱上的四个旋钮(四 个旋钮的调节顺序应由大到小)，直到检流计接近零。比较臂上四个盘读数之和乘上倍率K值即为待测电阻的阻值，即，并填写以下表格: 注意:电源按钮开关，实验中不要将此开关G按下锁住，以避免电流热效应引起的阻值改变，并防止电池很快耗尽。电流计按钮开关一般只能跃按，以避免非瞬时过载而引起的损坏。 【原始数据】 【数据处理】 篇二:直流电桥实验报告 清 华 大 学 实 验 报 告 系别:机械工程系 班号:72班 姓名:车德梦 (同组姓名: ) 作实验日期2008年 11月 5日 教师评定: 实验3.3 直流电桥测电阻 一、实验目的 (1)了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法; (2)单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据; (3)了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。 (4)数字温度计的组装方法及其原理。 二、实验原理 1. 惠斯通电桥测电阻 惠斯通电桥(单电桥)是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。 图中R1、R2和R是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A和C之间接电源E;对角B和D之间接有检流计G，它像桥一样。若调节R使检流计中电流为零，桥两端的B点和D点点位相等，电桥达到平衡，这时可得 I1R?I2Rx， I1R1?I2R2 两式相除可得 Rx? R2R1 R 只要检流计足够灵敏，等式就能相当好地成立，被测电阻值Rx可以仅从三个标准电阻 的值来求得，而与电源电压无关。这一过程相当于把Rx和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。 单电桥的实际线路如图所示: 将R2和R1做成比值为C的比率臂，则被测电阻为 Rx?CR 其中C?R2R1，共分7个档，0.001,1000，R为测量臂，由4个十进位的电阻盘组 成。图中电阻单位为?。 2. 铜丝电阻温度系数 任何物体的电阻都与温度有关，多数金属的电阻随文的升高而增大，有如下关系式: Rt?R0(1??Rt) 式中Rt、R0分别是t、0?时金属丝的电阻值;?R是电阻温度系数，单位是(?)。严格地说，?R一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜丝材料来说，在-50?,100?的范围内?R的变化很小，可当作常数，即Rt与t呈线性关系。于是 ?R? Rt?R0 R0t -1 利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。例如铂电阻温度及不仅 准确度高、稳定性好，而且从-263?,1100?都能使用。铜电阻温度计在-50?,100?范围内因其线性好，应用也较广泛。 3. 双电桥测低电阻 用下图所示的单电桥测电阻时，被测臂上引线l1、l2和接触点 X1、X2等处都有一定 的电阻，约为10?2?,10?4?量级。这些引线电阻和接触电阻与待测的Rx串联在一起，对低值电阻的测量影响很大。为减小它们的影响，在双电桥中作了两处明显的改进: (1)被测电阻和测量盘电阻均采用四端接法。四端接法示意图如下 图中C1、C2是电流端，通常接电源回路，从而将这两端的引线电阻和接触电阻折合到电源回路的其他串联电阻中;P1、P2是电压端，通常接测量用的高电阻回路或电流为零的补偿回路，从而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响相对减小了。 (2)如下图: 双电桥中增设了两个臂R1'和R2，其阻值较高。流过检流计G的电流为零时，电桥达到平衡，于是可以得到以下三个方程 I3Rx?I2R2?I1R2 I3R?I2R1?I1R1 I2(R2?R1)?(I3?I2)r ' ' '' ' 上式中各量的意义相应地与上图中的符号相对应。解这三个方程可得: ' ?R2R2??? ? Rx?R?'?''??R1R1?R2?r?R1R1? R2R1r ' 双电桥在结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 上尽量做到R2R1?R2R1，并且尽量今小电阻r，因此可得 '' Rx? R2R1 R 同样，在仪器中将R2R1?C做成比率臂，则 Rx?CR? 这样，电阻R和Rx的电压端附近附加电阻(即两端的引线电阻和接触电阻)由于和高阻值臂串联，其影响减小了;两个外侧电流端的附加电阻串联在电源回路中，其影响可忽略;两个内侧电流的附加电阻和小电阻r相串联，相当于增大了?式中的r，其影响通常也可忽略。于是只要将被测低电阻按四端接法接入双电(来自:WWw.XieLw.com 写 论 文 网:直流电桥测电阻实验报告)桥进行测量，就可像单电桥那样用?来计算了。 4. 直流电桥测电阻及组装数字温度计 (1)非平衡电桥 一般平衡电桥测电阻，多是以检流计G为平衡指示器，而非平衡电桥则是将检流计G 去掉，通过测量其两端的电压Ut来确定电阻，如下图所示: 如果电源E一定，当某桥臂待测电阻Rt(如金属热电阻、电阻 应变片、光敏电阻等) 发生变化时，非平衡电桥的输出电压Ut也发生变化。 ?R1R? ? ? ?非平衡电桥的输出电压公式为Ut?E??R?R?R?R2t??1 一般来说Ut与t的关系不是线性的，为了组装数字温度计，适当地选择电桥参数(R1、 R2、R和E)，使其非线性项误差很小，在一定的温度范围内呈近似线性关系。这就是线 性化设计。 (2)互易桥 为简单起见，我们利用现有的QJ—23型惠斯通电桥改装成非平衡桥，用铜丝电阻作感温元件，阻值约20?。用惠斯通电桥测量时一般会选C=0.01，将R置于2000?，由该 电桥线路知，此时R2?10?，R1?1000?，这样的阻值配比Ut测量误差较大，不能满足线性化设计的要求。现在我们巧改惠斯通电桥，将电源E和检流计G互易位置，这样桥臂阻值之间的关系，就较为合理。为讨论方便，将这种电源E，检流计G互换的惠斯通电桥称之为互易桥。将G再换成mV表，就改成互易了的非平衡桥，用它测量Ut误差就会减小。 (3)线性化设计 欲组装一个温度范围在0-100?的铜电阻数字温度计，必须将Ut,t的关系线性化， 12 当采用量程为19.999mV的4数字电压表来显示温度值时，要求显示值: 110 t (mV) ? Ut? 当温度t=0?时，U0?0mV，此时互易桥为平衡桥有: R2R1 ?C， R0R ?C或R? R0C 式中R0为0?时铜丝电阻值，R为测量臂电阻，对铜电阻来说，在0-100?范围内Rt与t市线性关系:Rt?R0(1??t)，这样?式可改写为: ?1?1 ?Ut?E???? ? ?1?C1?C(1??t)? ?3 考虑到本实验中选C?0.01??1，铜电阻温度系数?,10/?，则?式还可以进一 步简化为: Ut? EC?(1?C) 2 t??U ? 篇三:直流电桥法测电阻(单电阻)实验报告 一 实验预习(20分) 学生进入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括:?实验目的，?实验原理，?实验仪器，?实验步骤 ?实验数据记录表等五部分。 以各项表述是否清楚、完整，版面 验前还应预习实验)。 二 实验操作过程(20分) 学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步，第一步实验准备，包括 ?连接线路;?检流计调零;?预置C、R三部分;第二步测量并记录数据，要注意操作的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 性;第三步实验仪器整理，并填写相关 登记表 调解登记表下载应聘登记表下载调解登记表下载调解登记表下载调解登记表下载 格。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成，数据记录是否准确、正确分三档给分。 三 实验纪律(学生进入实验室，按照学生是否按规定进入实验室，是否按照操作要求使用仪器，是否在实验结 以上三项成绩不足30分者，表示实验过程没有完成，应重新预约该实验。实验完成后，学生课后完成一份完整的实验报告。 四、数据记录及处理(35分) 1 2数据记录及处理 学生在数据处理过程中，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有 二、思考题(10 学生在实验结束后，根据指导教师的布置完成思考题，抄写题目并回答。按照问题回答是否准 三、格式及版面整洁(5分) 学生进入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟之后将书收起来，开始进行实验测试。测试期间禁止看书。 测试内容:利用单电桥测量实验室提供的未知中值电阻阻值，并分析测量不确定度。 评分标准如下: 一 实验操作部分(70分) 第一步:实验准备。 1(连接线路。正确连接电源、待测电阻。分四档给分。 2(检流计调零，并正确设置各个档位、开关。分四档给分。 第二步:实验测量和数据采集。 1(正确运用点触式按键。分四档给分。 2(合理利用万用表测出待测电阻大致阻值，并根据大致阻值合理设置C档位和电阻盘R值，保证R的千位档不为零。分四档给分。 3(确定C档位后，调整R，使检流计不偏转。分四档给分。 5(记录实验数据。要求数据清晰，单位明确、统一，有效位数保留合理。分四档给分。 6(实验结束后整理实验台。关闭所有电源，开关，并使仪器、 设备还原。分四档给分。 二、实验报告及数据分析部分(30分) 1、实验目的、简单原理介绍是否清晰、整齐。分四档给分。 2、是否有准确的实验步骤、数据表格，且清晰、整齐。分四档给分。 3、实验数据处理是否正确，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数。分四档给分。 《直流电桥法测电阻(双电桥)》实验报告评分标准 一 实验预习(20分) 学生进入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括:?实验目的，?实验原理，?实验仪器，?实验步骤 ?实验数据记录表等五部分。 以各项表述是否清楚、完整，版面预习报告不合格者，不允许进行实验。该实验应重新预约，待实验室安排时间后进行实验(实验前还应预习实验)。 二 实验操作过程(20分) 学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步，第一步实验准备，包括 ?连接线路;?检流计调零;?预置C、R三部分;第二步测量并记录数据，要注意操作的规范性;第三步实验仪器整理，并填写相关登记表格。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成，数据记录是否准确、正确分三档给分。 三 实验纪律(学生进入实验室，按照学生是否按规定进入实验 室，是否按照操作要求使用仪器，是否在实验结束后将仪器整理整齐，是否有大声喧哗、吵闹现象。分三档给分。 以上三项成绩不足30分者，表示实验过程没有完成，应重新预约该实验。实验完成后，学生课后完成一份完整的实验报告。 四、数据记录及处理(35分) 1 2数据记录及处理 学生在数据处理过程中，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数，分三档给分。 二、思考题(10分) 学生在实验结束后，根据指导教师的布置完成思考题，抄写题目并回答。按照问题回答是否准 三、格式及版面整洁(5分) 《直流电桥法测电阻(双电桥)》技能测试评分标准 学生进入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟之后将书收起来，开始进行实验测试。测试期间禁止看书。 测试内容:利用双电桥测量实验室提供的未知低值电阻阻值，并分析测量不确定度。 评分标准如下: 一 实验操作部分(70分) 第一步:实验准备。 1(连接线路。正确连接电源、待测电阻。分四档给分。 2(检流计调零，并正确设置各个档位、开关。分四档给分。 第二步:实验测量和数据采集。 1(正确运用点触式按键。分四档给分。 2(合理利用C、R档的改变来试探待测电阻的大约阻值，并找到合适的C档位，保证R的粗调档不为零。分四档给分。 3(确定C档位后，调整R细调盘，使检流计不偏转。调整中注意不能使用细调盘的空档处。 分四档给分。 4(调整中合理运用检流计灵敏度旋钮。在开始时用低灵敏度，最终读数时用高灵敏度。分四 5(记录实验数据。要求数据清晰，单位明确、统一，有效位数保留合理。分四档给分。 6(实验结束后整理实验台。关闭所有电源，开关，并使仪器、设备还原。分四档给分。 1、实验目的、简单原理介绍是否清晰、整齐。分四档给分。 2 、是否有准确的实验步骤、数据表格，且清晰、整齐。分四档给分。 3、实验数据处理是否正确，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的 有效数字位数。分四档给分。