3 惠斯通電橋的原理與使用

2022-10-13 10:21:06 字數 1208 閱讀 5182

一、實驗名稱:

二、實驗目的

1、了解惠斯通箱式電橋的原理和使用;

2、學會用箱式電橋來測未知電阻的精確值。

三、實驗原理

1、惠斯通電橋是一種能夠準確又方便地測量直流電阻()的儀器,其基本原理是通過調節一可變的標準電阻,與一未知的被測電阻比較,從而使電路達到平衡,根據一定的比例關係,由標準電阻的阻值求出未知電阻的阻值。其電路如圖所示,電路中四個電阻聯成乙個菱形,每一條邊稱為電橋的乙個臂,檢流計接在對角線之間,用來判斷兩點是否等電位,即判斷間有無電流通過,所謂的橋就是對這條對角線而言的,調節電路中的,使檢流計所在的支路無電流通過,即,則兩點電位相等,電橋達到平衡。此時

兩式相除可得,或

式中稱為比率臂,在實際測定中人們首先取定比率,然後調節電阻使橋路達到平衡,即可求出。

2、比率的選擇

由可知的有效數字位數是由比率和標準電阻有效數字決定的。當的比值糖度足夠高時,可以認為具有足夠的有效位數,可視為常數,這時的有效位數就由的有效位數決定。標準電阻一般採用乙個位數有限有電阻箱,例如,具有、、、四檔。

這樣,只有恰當地選擇值,才能使各檔均被使用,保證的有效位數。

3、箱式電橋

箱式電橋雖然有許多態號,但所用電路基本相同,現主要介紹型箱式電橋的原理和使用方法,該電橋的具體電路如圖,其面板如圖,該箱式電橋的乙個主要特點是採用了靈敏度極高的電子檢流計。

該電橋的比率有七個值,用比率旋鈕進行選擇,標準電阻為四位電阻箱,倍率分別為、、、四檔,最低檔位旋鈕的步進值為,「外接」是兩個外接檢流計連線柱,一般不用,為電源按鈕開頭,控制電橋電路的電源,為檢流計開頭,為被測電阻接線柱,具體作用方法參照儀器使用說明(儀器蓋內側)

四、儀器裝置

型箱式電橋,待測電阻,導線若干,萬用電表。

五、實驗過程

1、認真查閱使用說明(儀器蓋內側)明確各旋鈕、按鈕的作用及操作方法。

2、接通儀器總電源(儀器背面)按下,調節「調零」旋鈕,使檢流計指標指零,這一步只是進行放大器調零,即校正電子檢流計。

3、接入被測電阻,選擇合適比率和電壓,按下和,使儀器自帶電阻箱的四個旋鈕都用上。

4、共測三隻電阻。

5、記錄有關資料,計算的不確定度與相對不確定度,其中型箱式電橋的儀器誤差為

式中所選比率,為準確度(型箱式電橋為0.1)為固定誤差項係數,當為0.05時或0.1時,取0.2。為最小步進值(型箱式電橋為)

結論是:,。

六、實驗耗材

箱式電橋,直流電源,導線,未知電阻。

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