实验九直流双臂电桥

实验九直流双臂电桥
一、实验目的要求:
1.掌握直流双臂电桥测低电阻的方法,理解双臂电桥的结构及原理。
2.学会使用滑线双桥与箱式双桥测两种金属棒的电阻,并计算其电阻率。
二、仪器用具:
1.滑线双桥(附夹具)一个
2.箱式双桥QJ一44一台
3.指针式检流计AC5/2一个风控系统方案
4.待测金属棒
5.压触开关一个
6.螺旋测微器1个
7.米尺(0.5米)1个
8.导线5根
9.甲电池2节
三、实验原理:
1.直流单臂电桥在低电阻测量中存在的问题。如图一所示:
用直流单臂电桥测金属“棒”或“丝”的电阻R x;图中“CD”是“标准电阻”。MD是标准电阻上的一段,阻值为R0,R0与R x同为低电阻,在与它们相联结的“接线电阻”和“接触电阻”。如“R DH,R HE,R FG等都不能忽略。(另两桥臂电阻R1R2都大,在这两个支路中可以不考虑“接线”和“接触”电阻。它不影响测量误差)因之在电桥平衡时。
上式可以看出R HE,R FG,R DH,无法测量所以无法计算R x。
所以尽管惠斯登电桥最高可测106Ω。最低可测1Ω(均是四位有效数字)。但低于1Ω时不但测得的有效数字减少。而且在10-3Ω以下的电阻由于和“接触电阻”,“接线电阻”具有相同数量级的误差,根本无法实用。
2.直流双臂电桥原理:
如图二所示,即为直流双臂电桥电路图一次性杯架
(1)图二接线同图一的变化及分析,R1的“G”点接到R x侧面一点为“Q”,与R CHE并联两个较大的电阻“R'”,“R''’,分别与R0侧面一端相接为“N”,与R x侧面一端相接为“P"R',R''两个较大电阻相接点为B,令R PEH=r1,R NDH=r2图二双桥电路R1,R2,R',R''是较大电阻,只通过较小电流。R0,R x,r1,r2,
是较小电阻可通过较大电流,因此双桥中的六条支路的电位降比较接近故可以进行比较。
R o是从“M”到“N”一段导体的电阻,R x是从“P”到“Q”一段导体的电阻,因此便将大电流以进出CD、EF的C、D、E、F四个不可忽略的接触电阻的电位降排除在被测量R x及参与计算的R0之外。
M,N,P,Q处的接线电阻和接触电阻较该处的四个支路中的大电阻,R1,R2,R',R''小得多可忽略不计。
蛭石板从上述分析可知双电桥就达到排除接线和接触电阻的目的,对于R0和R x来讲,我们称“M,N,P,Q”为四个“电压接头”,“C,D,E,F”为电流接头。
(2)双电桥的平衡条件
当我们调节R1,R2,R',R'',R0时终能使检流计中的电流为“0”即A、B、H 三点电位相等,电桥处于平衡。(这样,我们只要将检流计接到A、B两点之间就可以了)。设I1,I2,I0分别表示电桥在平衡状态时六个电阻中通过的电流。
根据基尔霍夫定律对回路“MABNM”和“QABPQ”可得:
I R2-(I0R0+I2R'')=0
IR l-(I0R x+I2R')=0
由此得到
ktkp-073在双电桥设计中,在改变电阻R[1],R[2],R['],R['']时必须保持下式成立。
这样简化(1)式为:
即:
四、实验内容方法:
1.使用滑线双桥测黄铜棒的电阻:
(1)滑线双桥结构原理图
(及其线路联结部分)
(图三中各字母与图二各字母所代
表的含义相同)
E为直流电源,使用1.5V~2V(我们使用甲电池)
K为压触开关。(由于K o,R x均是低电阻,在测量中接通电源时电流非常之大,所以只有在测量中极短地合上K,看看电桥是否平衡,马上断开,绝对不能长时间地将电流与电路接通)。
G为中心式检流计,检流计两端必须同时接人相同的比例端(板上有0.1,l,10三个比例端)“夹具”是将待测黄铜棒Rx接入的夹具,E,F为电流接头P,Q 为电压接头。
R0为标准电阻,其每单位长度上的电阻数在滑线双桥的背面注明,。
(2)滑线双桥测黄铜棒的方法:
A)将待测金属棒置于夹具中,夹紧。
B)将E,D之间的“金属连接卡”接紧。
C)把检流计锁扣打开,调好“机械零点位置”,将其接入比例0.1端(待调平衡后视其需要再行更动)。亨润成型机炮筒材质
双臂电桥
D)将电源E及开关K按图接人电路,用“跃接法”,按下开关K,看检流计偏转,调节M直至平衡。记下所用比例
E)用米尺量度出R x的P,Q两点间距离L x
L0=CM。
CM,用米尺量度出R0的NM两点间距离
F)将待测棒从夹具中取出,用“螺旋测微器”取+处位置测出其直径Φ1=?,Φ2=?,Φ3=?…Φ10=?MM。并记人其下表中。
(2)(3)数据记录表格及黄铜电阻率的计算实测日期当日气温℃
上表中
2.使用QJ44型箱式双桥测量黄铜棒的电阻
(1)将待测黄铜棒固定在滑线双桥的夹具中(即利用双桥的夹具)将箱式双桥的
P1,P2钮与滑线双桥夹具中的P,Q两端钮用导线连接。将箱式双桥的C1,C2钮与滑线双桥夹具中的E,F两端钮导线连结。
箱式双桥中的R1,R2钮,就是电压接头。
箱式双桥中的C1,C2钮,就是电流接头。
(2)电桥的电源电压要求为2伏,我们将电池接在电桥的电源接线钮上。(使用甲电池1.5V)
(3)调准检流计(在直流电桥中已进行过使用方法)。
五、问题,思考题
1.双电桥与单电桥的区别在何处?
2.双电桥平衡的条件是什么?
3.双电桥是如何消除接线电阻和接触电阻影响的?
4.R s和R x的四引线是如何区分的?
5.调节双电桥的步骤和方法是怎样的?

本文发布于:2024-09-21 14:34:09,感谢您对本站的认可!

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