直流雙臂電橋測電阻

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1、用直流雙臂電橋測低電阻用直流雙臂電橋測低電阻電阻按阻值大小區(qū)分,大致可分為三類:阻值1W以下為低值電阻,在1W到100kW之間的為中值電阻;在100kW以上的為高值電阻.測量不同阻值的電阻,所用方法是不同的.如用惠斯登電橋測未知電阻Rx時，必須用導(dǎo)線將Rx接到電橋上。但是，導(dǎo)線本身有電阻，接觸點也有電阻，由于導(dǎo)線電阻和接觸電阻（總稱為附加電阻，其數(shù)量級~10-2W），使Rx的測量不確定度增大。如果Rx是小于1W的電阻，則必須設(shè)法消除導(dǎo)線電阻和接觸電阻對測量結(jié)果的影響，惠斯通電橋?qū)Υ藙t無能為力。雙臂電橋（也叫開爾文電橋）就是為了消除附加電阻對測量結(jié)果的影響而設(shè)計的，它適用于10-6~102W電

2、阻的測量。一、實驗基本要求1、熟悉雙臂電橋測量低電阻的原理。2、了解單臂電橋與雙臂電橋的關(guān)系和區(qū)別。3、學(xué)會QJ-42型雙臂電橋測量低電阻的方法。二、儀器簡介序號名稱型號技術(shù)規(guī)格1直流雙臂電橋1臺(使用方法見附錄)QJ42?D?＝0.00022W2螺旋測微計1臺量程：0~25mm分度值：0.01mm3游標(biāo)卡尺1把配件電鍵、導(dǎo)線，米尺（）、四端接法待測低電阻（黃銅棒、鐵棒、粗銅導(dǎo)線）三.實驗原理13用直流雙臂電橋測低電阻用單臂電橋測電阻時，未考慮各橋臂之間的連線電阻和各接線端鈕的接觸電阻，這是因為被測電阻和各臂的電阻都比較大，導(dǎo)線電阻和接觸電阻（以下稱附加電阻）很小，對測量結(jié)果的影響可忽略不計

3、。附加電阻約10－2W量級，在測低電阻時就不能忽略了?？疾旖泳€電阻和接觸電阻對低值電阻測量結(jié)果的影響。圖1為測量電阻Rx的電路，考慮到電流表、毫伏表與測量電阻的接觸電阻后，等效電路如圖2所示。由于毫伏表內(nèi)阻Rg遠大于接觸電阻Ri3和Ri4,所以由R＝V／I得到的電阻是（Rx+Ri1+Ri2）。當(dāng)待測電阻Rx很小時，不能忽略接觸電阻Ri1和Ri2對測量結(jié)果的影響。圖1測量電阻的電路圖圖2等效電路圖圖3四端接法電路圖圖4四端接法等效電路為消除接觸電阻的影響，接線方式改成四端鈕方式，如圖3所示。A、D為電流端鈕，B、C為電壓端鈕，等效電路如圖4。此時毫伏表上測得電壓為Rx的電壓降，由Rx=V/I即

4、可準確計算出Rx。把四端接法的低電阻接入原單臂電橋，演變成圖5所示的雙臂電橋，等效電路如圖6所示。標(biāo)準電阻Rn電流頭接觸電阻為Rin1、Rin2，待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、Rix2，這些接觸電阻都連接到雙臂電橋電流測量回路中，只對總的工作電流I有影響，而對電橋的平衡無影響。將標(biāo)準電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、Rn2和待測電阻Rx電壓頭接觸電阻為Rx1、Rx2分別連接到雙臂電橋電壓測量回路中，因為它們與較大電阻R1、R2、R3、R4相串聯(lián)，對測量結(jié)果的影響也及其微小，這樣就減少了這部分接觸電阻和導(dǎo)線電阻對測量結(jié)果的影響。13用直流雙臂電橋測低電阻圖5雙臂電橋電路圖6雙臂電橋等效電路

5、電橋平衡時，通過檢流計G電流Ig=0,C、D兩點等電位，根據(jù)基爾霍夫定律，有解方程組得（1）調(diào)節(jié)R1、R2、R3、R4，使得R1/R2=R3/R4，則式（1）中第二項為零，待測電阻Rx和標(biāo)準電阻Rn的接觸電阻Rin1、Rix2均包括在低電阻導(dǎo)線Ri內(nèi)，則有（2)實際上很難做到R1/R2=R3/R4。為了減小式(1)中第二項的影響，使用盡量粗的導(dǎo)線以減小Ri的值13用直流雙臂電橋測低電阻(Ri<0.001W)，使式(1)第二項盡量小。如果被測電阻是一段粗細均勻的金屬導(dǎo)體,利用雙臂電橋精確測出其阻值Rx,然后測出其長度l和直徑d，利用下式可求得該金屬材料的電阻率。(3)四.實驗內(nèi)容(一)測金屬導(dǎo)

6、體四端電阻和電阻率1.將被測電阻按四端接法接入QJ42型箱式直流雙臂電橋。2.測量金屬導(dǎo)體的電阻值。QJ42型雙臂電橋：被測電阻RX＝倍率′讀數(shù)盤示值3.用螺旋測微計測圓柱形導(dǎo)體的直徑d，在不同地方測3次，取平均值。4.用卷尺測量P1、P2間導(dǎo)體的長度l。5.利用式（3）計算待測電阻的電阻率。(二)測定電橋的靈敏度可表示為：根據(jù)靈敏度公式測出檢流計偏離平衡位置格時，電阻的相對改變時，然后算出靈敏度。五.數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理1.箱式直流雙臂電橋測金屬導(dǎo)體電阻率次數(shù)12345平均值不確定度直徑D長度L注明：不確定度計算須有詳細計算過程。R==13用直流雙臂電橋測低電阻2.雙臂電橋的靈敏度===六.注意

7、事項：見附錄八.思考題：1.雙電橋平衡的條件是什么？2.四端電阻的電流端和電壓端是如何區(qū)分的？3、實驗時哪部分用較粗而短的導(dǎo)線為易，而哪些部分可不作要求？13用直流雙臂電橋測低電阻附錄：《QJ42型攜帶式直流雙臂電橋使用方法》一：主要技術(shù)指標(biāo)：總有效量程：0.0001-11，工作電壓1.5V，標(biāo)稱使用溫度范圍20±15℃，參考溫度范圍20±1.5℃。二：使用方法：1、在儀器后面板上，插入電源線，并接到220V