直流單臂電橋及雙臂電橋測(cè)電阻及溫度系數(shù)

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1、直流單臂電橋及雙臂電橋測(cè)電阻及溫度系數(shù)班級(jí)：106041A姓名：庾文敏摘要：本文通過了解和掌握用單雙臂電橋測(cè)電阻的方法和原理，掌握線路連接和排除簡(jiǎn)單故障的技能來測(cè)量導(dǎo)體的電阻率和電阻的溫度系數(shù)，并最終學(xué)習(xí)用線性函數(shù)的最小乘法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵字：?jiǎn)坞p臂電橋，導(dǎo)體電阻率，電阻溫度系數(shù)。Abstract：Thisarticlethroughtounderstandandgraspthebridgewithsinglearmsofresistancemethodandprinciple,graspsthewi

2、ringandruledoutsimplefaultskillstomeasurementoftheconductorresistivityandresistancetemperaturecoefficient,andeventuallylearningtouselinearfunctionofthesmallestmultiplicationtodealwithexperimentaldata.Keyword:singlearmsbridge,conductorresistivity,resistanc

3、etemperaturecoefficient.一，實(shí)驗(yàn)所需儀器：四端電阻，滑線式電橋、箱式電橋，電阻箱，滑線變阻器，待測(cè)電阻，數(shù)字萬用表，直流穩(wěn)壓電源，開關(guān)二，實(shí)驗(yàn)原理：電橋平衡時(shí)：(IG=0)k稱為比率臂倍率，R0稱為比較臂，Rx稱為測(cè)量臂。若R0的阻值和倍率k已知，即可由上式求出Rx。調(diào)節(jié)電橋平衡方法有兩種：（1）保持電阻R0不變，調(diào)節(jié)倍率k；（2）保持倍率k不變，調(diào)節(jié)電阻R0本實(shí)驗(yàn)采用后一種方法，即保持倍率k不變電橋的靈敏度：靈敏度的物理意義是電橋平衡后，改變待測(cè)電阻阻值大小引起檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的格

4、數(shù)。電橋相對(duì)靈敏度：可以證明，電橋中倍率k=1為最佳實(shí)驗(yàn)條件，此時(shí)靈敏度最高，相對(duì)不確定度最小。三，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、滑線式電橋測(cè)電阻滑線式電橋是將直流單臂電橋的比率臂電阻R1和R2用一根均勻的電阻絲來代替。電阻絲上裝一個(gè)可以滑動(dòng)的按鍵，按下它可將電阻絲分成l1和l2兩段，相當(dāng)于R1和R2，各段長(zhǎng)度可以從旁邊的米尺讀出。根據(jù)均勻?qū)Ь€的電阻和長(zhǎng)度成正比的關(guān)系，有這就是滑線式電橋的平衡條件。為了消除倍率的誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)在保持l1/l2不變的條件下，交換R0和Rx再測(cè)一次。如電橋平衡時(shí)R0變成R

5、0’，則，交換前交換后上式為最后的測(cè)量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按原理圖接好線路，用數(shù)字萬用表做檢流計(jì)（選直流電壓2V檔），接于A、B之間。（2）把滑動(dòng)按鍵置于電阻絲的中點(diǎn)，使倍率為1。（3）檢查線路后接通電源。調(diào)節(jié)電橋平衡，方法是：使電阻箱各旋鈕都置于“零位”，然后從倍率最大的旋鈕開始測(cè)試，先旋至較大的阻值，依次減小阻值，直至AB間的電壓值出現(xiàn)最小值，這樣就找到了電阻的大約范圍。再細(xì)調(diào)，使AB間的電壓值為零，則待測(cè)電阻就等于R0的值。（4）對(duì)換R0和Rx的位置（注：連接導(dǎo)線不對(duì)換），并保持滑動(dòng)按鍵位置不動(dòng)，

6、重測(cè)一次，以消除電阻絲不均勻和導(dǎo)線電阻、接觸電阻等帶來的誤差。2、箱式電橋測(cè)電阻箱式電橋的基本線路與滑線式電橋相同，面板上每個(gè)旋鈕的功能和使用方法:（1）待測(cè)電阻由面板右下角的接入端接入。（2）旋鈕由四個(gè)盤共同構(gòu)成，分別代表個(gè)位，十位，百位，千位。（3）倍率旋鈕用來調(diào)節(jié)比值，有七種選擇：0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000。測(cè)量時(shí)，要根據(jù)待測(cè)電阻的大小選擇合適的倍率，務(wù)必使電阻箱的四個(gè)旋鈕都用上，要使測(cè)量結(jié)果有四位有效數(shù)字，以便減小誤差。（4）檢流計(jì)和檢流計(jì)機(jī)械調(diào)零。（5）兩個(gè)按鍵開關(guān)

7、，電源開關(guān)B，檢流計(jì)開關(guān)G。G用躍按法，以防損傷檢流計(jì)。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）打開箱式電橋，檢流計(jì)調(diào)零，靈敏度置于最小。（2）將待測(cè)電阻用短導(dǎo)線接于兩端。（3）選取適當(dāng)倍率。（4）按下電源開關(guān)B。調(diào)節(jié)電橋平衡，使R0的百位以下旋鈕置于零，然后用千位旋鈕找出檢流計(jì)指針向兩邊偏轉(zhuǎn)的區(qū)間。這就是待測(cè)電阻的阻值范圍。再細(xì)調(diào)R0使檢流計(jì)指針指零，記下R0和倍率。雙臂電橋測(cè)低電阻實(shí)驗(yàn)原理：1、電阻按照阻值大小可分為高電阻(100KW以上)、中電阻(1W～100KW)和低電阻(1W以下)三種。一般說導(dǎo)線本身以及和接點(diǎn)處引起的

8、電路中附加電阻約為>0.1W，這樣在測(cè)低電阻時(shí)就不能把它忽略掉。對(duì)惠斯通電橋加以改進(jìn)而成的雙臂電橋(又稱開爾文電橋)消除了附加電阻的影響，適用于10-5~102W電阻的測(cè)量2、因此，為了消除接觸電阻對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響，需要將接線方式改成下圖方式，將低電阻Rx以四端接法方式連接由圖5和圖6，當(dāng)電橋平衡時(shí)，通過檢流計(jì)G的電流IG=0,C和D兩點(diǎn)電位相等，根據(jù)基爾霍夫定律，可得方程組（1）?(1)解方程組得(2)?通過聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，