一、实验目的
1过氧化氢浓度测定、了解单臂、双臂电桥的结构原理。 2、学习单、双臂电桥的正确使用方法。
二、原理与说明
单臂电桥(又称惠斯登电桥)和双臂电桥(又称凯尔文电桥)有多种不同的规格形式,但结构原理与使用方法基本相同,现以QJ32型直流单双臂电桥说明电桥的使用方法。
图4-1为QJ32型直流单双臂电桥电路原理图。
图4-1
其中:R1、R2为电阻箱,各有10000数据存储安全检测欧、1000欧、100欧、10欧等四个电阻,分别利用旋转开关进行选择。
R:十进式电阻箱。由五只双边旋钥电阻构成,第一只旋钥两边各装有10只100欧电阻,第二只旋钥两边各装有10只10欧电阻,依次类推至第五只旋钥两边各装有10只0.01欧电阻。
K1:检流计按钮开关,细调。
K2多媒体控制器:检流计按钮开关,粗调。
K3:检流计按钮开关,将检流计短路。
K4:单电桥电源开关。
电源(单):单电桥电源接线端。
RN:双电桥外接的标准电阻。
RX:双电桥外接的被测电阻。
RX单:单电桥外接的被测电阻。
1、用单电桥测电阻
用单电桥测电阻,一般测大于10欧姆的电阻。使用单电桥时,未知电阻RX接电桥RX单两端,用专用连接片将RN端短路,直流电源接电桥电源(单)两端,检流计接至电桥的检流计两端,K1、K4断开(测量时接通),接线如图4-2所示。 图4-2
根据被测电阻RX的估计值(或标称值)和电阻箱R最高权位的阻值,可由 (4-1)
选择R1、R2,使测量结果分辨率最高,即电阻箱R最高权位不为0。电源电压大小与检流计的灵敏度的高低;被测电阻R;比例臂电阻R1、R2大小有关,然后把电阻箱R旋到的阻值乘比例系数(R1/R2)等于估计值。按下按钮K4、K2(粗调)接通检流计,调节R,当检流计指零后,断开K2,接通K1(细调),仔细调节R,改变电阻箱R最低权位阻值,检流计有偏转,即保证测量结果分辨率有效。否则调电源电压。当检流计指零后,即可读出R的数值,然后用式(4-1)计算出RX的准确值。
2、用双臂电桥测电阻(小于1欧姆)
当接双电桥时,未知电阻RX的电位端接电桥RX端之间,标准电阻RN的电位端接于电桥RN两端之间,K2、K1断开(测量时接通),将电源与R拉画笔X、RN、Rp串联,RX与RN的另一个电流端用粗导线联结。接线如图4-3。
外接标准电阻RN确定后,根据RX的估计值按(4-2)式选择R1、R2(R1=R2)使测量结果分辨率最高。调R,(将双刀双掷开关K投向任一侧),然后通过调电源电压监视电流(不能超过被测电阻与标准电阻允许通过的电流值)。按下按钮K1调节电阻R使检流计指零。读出R值(K投向另一侧重复测量),由下式计算RX
(4-2)
图4-3
图4-4
QJ32型直流单双臂电桥操作面板如图4-4所示。
三、实验内容
1、用单电桥测量由实验室提供的电阻。
2、用双电桥测量由实验室提供的电阻。
四、实验设备
1、 QJ32型直流单双臂电桥 一台
2、 直流稳压电源 一台
3、 被测电阻
五、实验报告
1、 实验数据列表表示。
测量数据处理:
电桥 | 被测电阻 R(标称值)(Ω) | R1 (Ω) | 双臂电桥 R2 (Ω) | R↑ (Ω) | Rx (Ω) | |
单电桥 | | | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
双电桥 | 被测电阻(Ω) | R1(Ω) | RN(Ω) | R↑(Ω) | RX(Ω) | |
小电阻 | | | | | -------------- |
| | | | | | |
2、 计算电阻标称值的相对误差(电桥的测量值为真实值)。
思考题:
1、 使用直流单电桥测量电阻时选择适当的R1/R2,其目的是什么?
调节适当的工作电压目的是什么?选择适当的检流计灵敏度的作用是什么?
2、 使用直流双电桥测量电阻时为什么R1=R2?
水密电缆3、 图4-3中Rp的作用?双刀双掷开关的作用?
参考资料:
QJ32型直流单双臂电桥-使用说明书