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《雙臂電橋?qū)嶒灐酚蓵T上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、雙臂電橋測金屬絲電阻率課題實驗探究指導(dǎo)老師:張楷組員張倫張曉鵬董蓬娟石景政王冬2013年5月雙臂電橋測金屬絲電阻率電阻率是表征導(dǎo)體材料性質(zhì)的一個重要物理量。測量導(dǎo)體的電阻率一般為間接測量，即通過測量一段導(dǎo)體的電阻，長度及其橫截面積，在進行計算。而電阻的測量方法很多，電橋是其常用方法之一。雙臂電橋簡稱雙電橋，又名開爾文電橋，它是惠斯登電橋的改進和發(fā)展，它可以消除（或減?。└郊与娮鑼y量的影響，因此是測量1Ω以下低電阻的主要儀器。常用來測量金屬材料的電阻率、電機、變電器繞組的電阻、低阻值線圈電阻、電纜電阻、
2、開關(guān)接觸電阻以及直流分流器電阻等。【實驗?zāi)康摹?.了解雙臂電橋測低電阻的原理和方法。2.測定導(dǎo)體的電阻率。3.了解單、雙臂電橋的關(guān)系和區(qū)別?！緦嶒瀮x器】QJ44型雙臂電橋、電阻箱、指針式檢流計、千分尺、單刀單擲開關(guān)2個、電阻測試架、標(biāo)準電阻、導(dǎo)線若干等。0.001W標(biāo)準電阻（0.01級低電阻測試架（待測銅、鋁棒各一根)JWY型直流穩(wěn)壓電源（5A15V）檢流計⑦⑧⑨⑩④⑥⑤B外B內(nèi)電源選擇C1P1P2C2B外+-BG1234567891011Ω×10-4×10-3×10-2×10-1×1G短路①②③①檢流
3、計，其上有機械調(diào)零器；②電位端接線柱（P1、P2）；③電流端接線柱（C1、C2）；④倍率開關(guān)；⑤電源選擇開關(guān)；⑥外接電源接線柱；⑦標(biāo)尺；⑧讀數(shù)盤Rb；⑨檢流計按鈕開關(guān)；⑩電源按鈕開關(guān)。單刀單擲開關(guān)2個電阻箱5個【實驗原理】測量電阻常用多用電表，但其測量誤差較大。如果要對電阻進行精密測量，可用各種電橋。通常單臂惠斯登電橋的測量準確度可達0.5%（電阻值測量范圍為10～10Ω）。但在測量低值電阻時（1Ω以下的電阻），由于導(dǎo)線電阻和連接點的接觸電阻（數(shù)量級為10～10Ω）的存在，惠斯登電橋的測量誤差將顯著增大
4、，甚至根本無法測量。因此單臂電橋不適宜測定低電阻。必須在測量線路上采取措施，避免接觸電阻和導(dǎo)線電阻對低電阻測量的影響。為了消除導(dǎo)線電阻和接觸電阻的影響，我們采用四端鈕接法，并在單電橋基礎(chǔ)上增加兩個橋臂電阻R、R，這就構(gòu)成了雙電橋。我們考察接線電阻和接觸電阻是怎樣對低值電阻測量結(jié)果產(chǎn)生影響的。例如用安培表和毫伏表按歐姆定律R＝V／I測量電阻Rx。測量中等阻值的電阻，伏安法是比較容易的方法，惠斯頓電橋法是一種精密的測量方法，但在測量低電阻時都發(fā)生了困難。這是因為引線本身的電阻和引線端點接觸電阻的存在。圖1為
5、伏安法測電阻的線路圖，待測電阻RX兩側(cè)的接觸電阻和導(dǎo)線電阻以等效電阻r1、r2、r3、r4表示，通常電壓表內(nèi)阻較大，r1和r4對測量的影響不大，而r2和r3與RX串聯(lián)在一圖1圖2起，被測電阻實際應(yīng)為r2+RX+r3，若r2和r3數(shù)值與RX為同一數(shù)量級，或超過RX，顯然不能用此電路來測量RX。若在測量電路的設(shè)計上改為如圖2所示的電路，將待測低電阻RX兩側(cè)的接點分為兩個電流接點C-C和兩個電壓接點P-P，C-C在P-P的外側(cè)。顯然電壓表測量的是P-P之間一段低電阻兩端的電壓，消除了r2和r3對RX測量的影響
6、。這種測量低電阻或低電阻兩端電壓的方法叫做四端引線法，廣泛應(yīng)用于各種測量領(lǐng)域中。例如為了研究高溫超導(dǎo)體在發(fā)生正常超導(dǎo)轉(zhuǎn)變時的零電阻現(xiàn)象和邁斯納效應(yīng)，必須測定臨界溫度Tc，正是用通常的四端引線法，通過測量超導(dǎo)樣品電阻R隨溫度T的變化而確定的。低值標(biāo)準電阻正是為了減小接觸電阻和接線電阻而設(shè)有四個端鈕。用惠斯通電橋測量電阻，測出的RX值中，實際上含有接線電阻和接觸電阻（統(tǒng)稱為Rj）的成分（一般為10-3~10-4Ω數(shù)量級），通?？梢圆豢紤]Rj的影響，而當(dāng)被測電阻達到較小值（如幾十歐姆以下）時，Rj所占的比重就
7、明顯了。因此，需要從測量電路的設(shè)計上來考慮。雙臂電橋正是把四端引線法和電橋的平衡比較法結(jié)合起來精密測量低電阻的一種電橋。由圖（2），當(dāng)電橋平衡時，通過檢流計G的電流IG=0,P2和C2兩點電位相等，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)動轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時調(diào)節(jié)R1、R2、R3、R4，使得成立，則（2）式中第二項為零，待測電阻Rx和標(biāo)準電阻R5的接觸電阻C’1、C’2均包括在低電阻導(dǎo)線r內(nèi)，則有(3)根據(jù)它的形式,常稱為待測電阻,為比較臂。又令，M稱為倍率，于是（4）下面討論用雙臂電橋
8、測低電阻時，為什么能排除導(dǎo)線電阻和接觸電阻對測量結(jié)果的影響：(1).由圖2可以看出，RX和間的導(dǎo)線電阻和兩點的接觸電阻都包含在r支路里。從（2）式可以知，只要，則不論r的數(shù)值如何，（2）式第二項總等于零，被測電阻總按（3）式計算?？墒?，實際上不可能絕對準確地使用，所以，r的大小對測量結(jié)果還是有影響的，因此，雙臂電橋中r的數(shù)值要盡可能?。╮<0.001），一般使用粗導(dǎo)線，并使處接觸緊密。(2).RX、與電源間的導(dǎo)線電阻及處的接觸電阻，只影響總
