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测中值电阻的惠斯通电桥

测中值电阻的惠斯通电桥. 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院. 实验教学目的与要求. 1 、了解惠斯通电桥的结构和测量原理。 2 、掌握滑线式惠斯通电桥测中值电阻的方法。 3 、掌握箱式惠斯通电桥测中值电阻的方法。 4 、测量电阻的阻值。. 实验原理. 电桥的基本电路如图 1 所示，待测电阻 Rx 和已知电阻 Ra 、 Rb 、 R 构成了电桥的四个桥臂，对角 A 、 D 两点加直流电源 E ；所谓 “ 桥 ” 路即 BC 连线， B 、 C 两点间接检流计 G ，一般情况下 BC 两端电位差 VBC≠0. 实验原理.

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测中值电阻的惠斯通电桥

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Presentation Transcript

  1. 测中值电阻的惠斯通电桥 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院

  2. 实验教学目的与要求 • 1、了解惠斯通电桥的结构和测量原理。 • 2、掌握滑线式惠斯通电桥测中值电阻的方法。 • 3、掌握箱式惠斯通电桥测中值电阻的方法。 • 4、测量电阻的阻值。

  3. 实验原理 • 电桥的基本电路如图1所示，待测电阻Rx和已知电阻Ra、Rb、R构成了电桥的四个桥臂，对角A、D两点加直流电源E；所谓“桥”路即BC连线，B、C两点间接检流计G，一般情况下BC两端电位差VBC≠0

  4. 实验原理 • 那么检流计有电流通过Ig≠0；若适当调节Ra、Rb、R的电阻值，可使VBC=0，即检流计无电流通过Ig=0，称此状态为电桥平衡。 • 由平衡状态得：VAB =VAC，VBD =VCD 即 • I1Rx=I2Ra，I1R=I2Rb • 从上面两式可得：Rx=(Ra/Rb)R (1)

  5. 实验原理 • 此式称电桥平衡条件，在（1）式中令K=Ra/Rb则称K为比率臂R为比较臂。 • 由（1）式可以看出调节电桥平衡有两种方法。（1）取比率臂K不变，调节比较臂R；（2）取比较臂R不变，调节比率臂K。 • 大量实验证明取比率臂K不变，调节比较臂R的方法准确度较高。

  6. 惠斯通电桥在工程技术中的应用 • 惠斯通电桥在工程技术中有着非常广泛的应用。例如在传感器技术（transducer /sensor technology）领域中,将电阻R或Rx换成热敏电阻、形变电阻、电感线圈、压电陶瓷或者电容器等就可以制造出灵敏度高、稳定性好、价格低廉的传感器用于各种信息的检测和自动控制系统，尤其是在差动技术中，惠斯通电桥有着广泛的应用。

  7. 实验内容与步骤 • 1、滑线式电桥测电阻 滑线式电桥 如图2所示：用一根电阻丝AD来代替Ra和Rb，于是有：

  8. 实验内容与步骤 • Rx=（Ra/Rb）R=（a/b）R • （1）按图2所示连接线路。 • （2）调节C点使（a/b）=1，调节可变电阻R，使电桥达到平衡，记录R。 • （3） 调节C点使（a/b）=1/4、2/3、3/2、4/1，调节可变电阻R，使电桥达到平衡，记录R。 • （4）把Rx和R的位置对调重复上述过程。

  9. 实验内容与步骤 • 2、箱式电桥测电阻 （1）用箱式电桥测量单个电阻 （2）用箱式电桥测量串联电阻 （3）用箱式电桥测量并联电阻 箱式电桥

  10. 实验教学难点与对策 • 用滑线式电桥测电阻由于电阻丝AD的不均匀导致的误差较大，可以引导学生如何消除系统误差： • Rx=（a/b）R r（1） • 把Rx和R的位置对调后有： • Rx=（a/b）Rl（2） • 把和相乘可以等到 • 它与没有关系，故可以消除系统误差。

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