实验4344惠斯登电桥非平衡电桥ppt课件.ppt

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1、惠斯登电桥与非平衡电桥物理实验中心2013年§1.0惠斯登电桥电桥是将电阻、电容、电感等参数变化量变换成电压或电流值的一种电路。激励电源：直流电桥和交流电桥桥臂阻抗性质：电阻电桥、电容电桥和电感电桥；平衡与否：平衡电桥和非平衡电桥§1.0惠斯登电桥惠斯登电桥是一种直流平衡电桥，它是测量中值电阻的重要仪器。它是用比较法进行测量的，即在平衡条件下，将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其阻值。具有测试灵敏、精确、方便电桥可测量电阻、电容、电感、温度、压力、湿度、应变、真空度等许多物理量，以及应用于工业和科研的自动控制中。§1.

2、0惠斯登电桥实验目的了解惠斯登电桥的原理和特点。学会使用惠斯登电桥测电阻。§1.1惠斯登电桥原理GADCBR2R3RxR1U0§1.2惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的基本误差极限可用下式表示：式中，α为惠斯登电桥的准确等级；K为R1与R2的比值；RN为基准值；R3为测量盘示值。§1.2惠斯登电桥的测量误差§1.2惠斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的灵敏度也会引入一定的误差ΔR。由于我们采用的是数字检流计，其误差极限为一个最小单位（这里即为0.1μA）,但这是误差的最大值，平均误差要比这个小。一般ΔR可以这样计算：§1.2惠

3、斯登电桥的测量误差惠斯登电桥的测量结果的误差为上面两种误差的合成：§1.3用惠斯登电桥测量电阻待测电阻标称值：Rx1≈51Ω，Rx2≈220Ω，Rx3≈1.5kΩ，Rx4≈22kΩ。GADCBR2R3RxR1U0Rx1：51=K*5100.00K=0.01关键：选择合适的放大倍率K原则：R3(最大值为11111.10Ω)的有效数字尽量多，且K*R3=Rx§1.3用惠斯登电桥测量电阻§1.3用惠斯登电桥测量电阻按照图1连接电路，将待测电阻直接接连到Rx两端。确定K;根据表格选择电压；预设电阻箱，使电桥基本平衡；同时按下B

4、和G，微调R3，使电桥真正平衡，记下R3。为了确定检流计的误差，进一步调整R3，使检流计偏离平衡±0.1uA，分别记下此时R3的电阻值，计算偏移量。对其余三个待测电阻重复上述步骤。§2.0非平衡电桥平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，只能用于测量具有相对稳定状态的物理量非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。实验目的了解非平衡电桥的工作原理。研究非平衡电桥电压输出特性。研究铜

5、电阻的温度特性。掌握作图法与图解法在实验数据处理中的应用。§2.1单臂非平衡电桥的原理当电桥平衡时：R1R3＝R2RxR1:R2＝Rx:R3若把Rx的阻值由原来的Rx0变化为Rx0＋ΔR，则有非平衡电压输出。Rx＝Rx0+ΔRVCBADR2R3R1U0§2.1单臂非平衡电桥的原理设R2/R3＝K，则有Rx＝Rx0+ΔRVCBADR2R3R1U0§2.1单臂非平衡电桥的原理等臂非平衡电桥：K＝1且R1＝R2卧式非平衡电桥：K＝1且R1≠R2，UAB同上Rx＝Rx0+ΔRVCBADR2R3R1U0§2.1单臂非平衡电桥的原

6、理立式非平衡电桥：K≠1且R1＝R2当K≠1且R1≠R2时的情况，UAB同上Rx＝Rx0+ΔRVCBADR2R3R1U0§2.2单臂非平衡电桥测电阻用非平衡电桥,确定铜电阻电阻温度系数α＝ΔR/(R0ΔT)，其中R0为0℃时的电阻值,ΔR/ΔT是铜电阻随温度的变化率（斜率）。测量温度要求：从30℃测到65℃，每次测量温度变化5℃，或从起始温度开始每次测量温度变化5℃。§2.2单臂非平衡电桥测电阻连接好电路，并预设好电阻箱：R1=R2=500Ω，R3≈55Ω；用平衡电桥测量室温下的铜电阻阻值：转换开关转至平衡—1.3V;

7、调节R3使电桥平衡,此时，R3的读数即为室温下的铜电阻阻值Rx0；将功能转换开关转至非平衡—电压，保持各个电阻箱不变。从室温（仪器起始温度，要求小于35℃）开始升温，记录温度每变化5℃时的非平衡电压输出（mv)，共测8个点。并求出阻值变化量ΔR和铜电阻的阻值R；画R(T)－T图，用图解法求出0℃时的电阻值R0和电阻温度系数α（=ΔR/(R0ΔT)）。(P22，例1)§2.2单臂非平衡电桥测电阻