《义电桥测电阻》word版

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1、实验五直流非平衡电桥实验简介：直流电桥是一种精密的非电量测量仪器，有着广泛的应用。它的基本原理是利用已知阻值的电阻，通过比例运算，求出一个或几个未知电阻的阻值。直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥需要通过调节电桥平衡求得待测电阻阻值，如惠斯登电桥、开尔文电桥均是平衡式电桥。平衡电桥可用来测定未知电阻，由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，比如：固定电阻的阻值。而对变化电阻的测量有一定的困难。如果采用直流非平衡电桥，则能对变化的电阻进行动态测量，直流非平衡电桥输出的非平衡电压能反映电阻的变化，在

2、实际应用中许多被测物理量都与电阻有关，如力敏电阻、热敏电阻、光敏电阻，只要将这些特殊的电阻装在电桥的一个臂上，当某些被测量发生变化时，就引起电阻值变化，从而输出对应的非平衡电压，就能间接测出被测量的变化。利用这种原理我们可制作电子天平、电子温度计、光通量计等。因此，直流非平衡电桥与平衡电桥相比，有着更为广泛的应用。实验目的：（1）掌握直流单臂电桥（惠斯登电桥）测量电阻的基本原理和操作方法。（2）了解非平衡电桥的组成和工作原理以及它在实际中的应用。（3）学会用外接电阻箱研究非平衡电桥的输出电压与应变电阻的关系，通过作图研究其线性规律

3、。（4）学会加热装置的使用，通过非平衡电桥测定铜电阻的温度系数。实验仪器：R1，I1BR4=RX，I4CADR3，I3R2，I2USG单臂电桥原理图FQJ-Ⅲ型直流非平衡电桥实验箱，FQJ非平衡电桥加热实验装置，电阻箱，铜电阻，导线等。实验原理：(一)、单臂电桥（惠斯登电桥）：单臂电桥是平衡电桥，其原理如右图所示，图中R1、R2、R3、R4,构成一电桥，A、C两端供一恒定桥压Us，B、D之间有一检流计G，当电桥平衡时，G无电流流过，B、D两点为等电位，则：，，，于是有：如果Rx为待测电阻，R3，R4为标准比较电阻，K=R1／R2称

4、其为比率（一般惠斯登电桥的K有0.001、001、0.1、1、10、100、1000等。本电桥的比率K可以任选）。根据待测电阻大小，选择K后，只要调节R3，使电桥平衡，检流计为0，就可以根据上式得到待测电阻Rx之值。(二)、非平衡电桥：非平衡电桥原理如图所示，当时，电桥平衡，即：；当用代替时，，此时，为非平衡状态。为数字电压表电压（电压表内阻为无穷大），应用电路分析知识，可算出输出的非平衡电压为：………………………………（1）分析上式，可以得出电桥的三种形式：①等臂电桥：②卧式电桥：，③立式电桥：，将等臂和卧式条件代入（1）式经简

5、化得：…………………………………………（2）称为电阻的应变。我们在设计电桥时，令,则,于是有：…………………………………………（3）输出的非平衡电压与臂电阻的变化量成正比，为线性关系；当较大时，（2）式中的项不能省略，此时：，与呈非线性关系。利用（3）式的线性关系，可以制作电子秤和电子温度计。实验内容和要求：1、利用惠斯登电桥测铜电阻：（1）连接电路，并设置平衡电桥倍率。（2）将“双桥量程倍率选择”置于“单桥”位置，“功能、电压选择”开关置于“单桥(5V)”。，并接通电源。（3）调节R3，使电桥平衡。（4）更具公式计算初始温度下铜

6、电阻的大小。（5）打开加热器，设置好温度上限，调节适合的加热速度，每升高5℃，测一次铜电阻的大小。并将数据记入下表。R1=R2=次数名称初始值12345温度t(℃)t0=R3(Ω)R3=Rt(Ω)Rt=2、用外接电阻箱研究非平衡电桥的关系，作出曲线，并对曲线进行线性和非线性分析。（1）将电源置挡，电桥选择为非平衡挡；（2）将外接电阻箱接在电桥的输入端，先取电桥为等臂，即：，由于导线有一定的电阻，微调使为零，此时电桥平衡。（3）改变，依次为，分别记下电压的值，将数据填入表中，作出曲线。（Ω）750800850900950100010

7、501100115012001250R（Ω）00（mV）0（4）过原点作一条斜线，使其与曲线保持最大重合，由图得出的线性范围，并求出斜线的斜率。3、利用非平衡电桥测定铜电阻的温度系数：（1）电桥设置与上述相同，电桥输出端接铜电阻，取中的某一个值，取,为室温下的铜电阻，调节，使，此时电桥平衡，即。（2）打开加热器，设置好温度上限，调节适合的加热速度，每升高5℃，记录一次的值，填入下表中：次数名称初始值12345678910温度t(℃)t0=Ug（mv）0Rt(Ω)Rt=（3）根据公式，由实验值算出对应的值，并填入表中。（4）在坐标纸

8、上作出曲线，由曲线求出铜电阻的温度系数，即：仪器介绍：FQJ-2型非平衡直流电桥加热试验装置1、结构和连接：该装置由加热炉及温度控制仪两大部分组成。其结构及连接见下图。2、使用说明：实验开始前，应连接好温控仪与加热炉之间的导线，根据实验内容，将“铜