电子测量实验-万能电桥实验
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一、实验目的1. 熟悉电桥电路的结构和原理。
2. 掌握电桥平衡条件的判断方法。
3. 学会使用电桥测量电阻值。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理电桥是一种测量电阻的仪器,它利用电桥平衡条件,即四个电阻两两串联、两两并联组成的电桥电路,通过调节其中一个电阻,使电桥达到平衡状态,从而测量出未知电阻的阻值。
电桥平衡条件:R1/R2 = R3/R4其中,R1、R2、R3、R4 分别为电桥电路中的四个电阻。
三、实验仪器与设备1. 桥式电桥2. 待测电阻3. 电源4. 电流表5. 电压表6. 导线7. 电位器8. 电位计9. 万用表四、实验步骤1. 按照电路图连接好电桥电路,确保连接正确无误。
2. 将待测电阻接入电桥电路的R3位置。
3. 调节电位器,使电桥电路达到平衡状态。
4. 记录电桥电路中的四个电阻的阻值。
5. 利用电桥平衡条件计算待测电阻的阻值。
6. 将计算结果与实际阻值进行比较,分析误差。
五、实验数据及处理1. 电桥电路中四个电阻的阻值如下:R1 = 100ΩR2 = 200ΩR3 = 待测电阻R4 = 300Ω2. 电桥平衡时,调节电位器使电压表示数为零。
3. 根据电桥平衡条件,计算待测电阻的阻值:R3 = R1 R4 / R2 = 100Ω 300Ω / 200Ω = 150Ω4. 将计算结果与实际阻值进行比较,分析误差。
六、实验结果与分析1. 通过实验,我们成功地测量出了待测电阻的阻值,验证了电桥电路的平衡条件。
2. 实验过程中,电位器的调节对电桥平衡的判断起到了关键作用。
在实际操作中,要细心观察电压表示数的变化,以便及时调整电位器。
3. 实验结果与实际阻值存在一定误差,可能是由于以下原因:a. 电桥电路中各元件的精度有限;b. 实验过程中,连接线路存在接触不良现象;c. 电压表、电流表的读数误差。
七、实验结论1. 电桥电路可以有效地测量电阻值,具有较高的精度。
2. 在实验过程中,要注意电桥电路的连接,确保电路的正确性。
多功能电桥实验报告1. 实验目的通过搭建多功能电桥,探究不同电阻和电容的测量方法,理解电桥的原理和应用。
2. 实验原理电桥是一种常用的电子测量仪器,利用桥路上的电阻、电容或电感的差异来测量电路中的物理量。
多功能电桥是一种能够测量电阻和电容的电桥,它由一对相等的电阻相互连通,构成了电桥的基本电路。
通过改变电桥中的电阻和电容的测量范围,可以实现对不同阻值和容值的测量。
3. 实验器材- 多功能电桥主机- 电源线- 电阻箱- 电容箱- 万用电表4. 实验步骤4.1 搭建电桥电路将多功能电桥主机与电源线连接,将电阻箱和电容箱分别连接到电桥的相应接口。
根据实验要求选择合适的电阻值和电容值。
4.2 测量电桥平衡点调节电桥主机上的旋钮,使电桥达到平衡状态。
通过实时观察电桥平衡指示灯的亮灭来判断是否达到平衡。
当指示灯熄灭时,电桥达到平衡状态。
4.3 记录电桥数据记录电桥平衡时的电流值和电压值。
使用万用电表分别测量电桥两侧的电压和电流值。
4.4 重复实验重复上述步骤,使用不同的电阻值和电容值进行测量。
记录每次实验的数据。
5. 数据处理与分析根据实验数据,计算不同电阻和电容的测量值。
以电流和电压的比值为基础,通过计算得到所要测量的电阻或电容值。
6. 结果与讨论根据实验数据和计算结果,可以得出不同电阻和电容的测量值。
对于电阻的测量,可以通过电流和电压的比值来反推电阻值。
对于电容的测量,可以通过电流和电压的比值来反推电容值。
通过与实际值进行对比,可以评估实验的准确性和可靠性。
7. 实验总结通过本次实验,我们搭建了多功能电桥,探究了不同电阻和电容的测量方法。
实验结果表明,电桥可以准确地测量电阻和电容值。
通过多次实验和数据处理,我们进一步了解了电桥的原理和应用。
8. 实验改进和展望本次实验虽然得出了较为准确的测量结果,但仍有一些不足之处。
下一步可以对实验中的系统误差进行分析和改进,进一步提高测量的准确性和精度。
此外,还可以进一步应用电桥的原理,探索更多的电阻和电容测量方法,并将其应用到其他领域中。
"万能电桥"通常指的是电桥测量中的一种仪器,主要用于测量电阻或校准电阻值。
电桥是一种测量电阻的仪器,利用桥路平衡的原理来确定未知电阻的值。
以下是万能电桥的基本原理:
1. 基本电桥原理:电桥的基本原理是基于维也纳电桥(维尔斯通电桥)原理。
该原理认为,当电桥平衡时,桥路两侧的电势差相等,电流相等,即两侧电桥臂的电阻之积等于另外两侧电桥臂的电阻之积。
这可以用以下的方程表示:
\( R_1 \times R_4 = R_2 \times R_3 \)
其中,\( R_1 \)、\( R_2 \)、\( R_3 \) 和 \( R_4 \) 分别是电桥四个臂的电阻。
2. 万能电桥的改进:传统的电桥测量方法存在一些限制,例如对测量范围、精度等方面的限制。
为了解决这些问题,设计了一些改进型的电桥,称为万能电桥。
这些改进包括使用滑动变阻器、数字显示、自动平衡等技术,以提高测量的灵活性和准确性。
3. 应用:万能电桥广泛应用于电阻、电容、电感等元件的测量和校准工作。
通过调节电桥的各个参数,使其达到平衡状态,可以精确地测量未知元件的电阻值。
总体而言,电桥原理是基于电桥平衡条件的,通过调节电桥中的元件,使电桥平衡,从而测量未知电阻值。
改进的万能电桥在这个基础上引入了一些现代技术,使其更加灵活、精确和方便使用。
实验9 万能电桥的应用——R、L、C的测量研究用QS18A型万能电桥测量电阻器的阻值、电感器的电感量和Q值、电容器的电容量及损耗因数。
9.1实验目的(1)学会用QS18A型万能电桥的面板装置及其操作方法;(2)学会用QS18A型万能电桥测量电阻器的阻值;(3)学会用QS18A型万能电桥测量电感器的电感量及品质因数;(4)学会用QS18A型万能电桥测量电容器的电容量及损耗因数。
9.2实验设备及器材(1)QS18A型万能电桥一台;(2)阻值在几Ω至几百kΩ的电阻若干只;(3)高Q及低Q的电感器各一、二只;(4)标称值在几十PF至几百μF的电容几只。
9.3实验步骤实验前预习仪器的面板装置图(见附图12)和面板装置的功能及操作方法介绍见附录12)。
9.3.1 熟悉QS18A型万能电桥的面板装置及其操作方法。
9.3.2准备工作1)对指示表头进行机械调零;2)将“灵敏度”旋钮逆时针旋到底;3)接通电源,使仪器预热3-5分钟。
9.3.3电阻的测量1)测量原理测量电阻时,将“测量选择”开关置于“R≤10”或“R≥10”的位置,此时仪器中的桥体接成四臂电阻电桥(惠斯登电桥),如图9.1所示。
平衡公式:C BA x R RR R ⋅=2)测量步骤(1)估计一下被测电阻值的大小,然后旋动量程开关使置于适当的量程位置上。
(2)旋动测量选择开关,如果放在R≤10位置上,量程开关应该相应放在1Ω或10Ω位置。
同理当测量选择开关放在R>10位置时,量程开关相应放在100Ω~10M Ω位置。
(3)在“被测端钮”上接入被测电阻。
图9.1 惠斯登电桥(4)调节电桥“读数”旋钮的第一位步进开关和第二位滑线盘使电表指针往零方向偏转,再将灵敏度调到足够大再调节滑线盘,使电表指针往零方向偏转(即电表的读数最小),此时电桥达到最后平衡,电桥的“读数”盘所指示的读数即为被测电阻值。
例:量程开关放在100Ω位置,电桥的“读数”第一位是0.9,第二位是0.092。
万用表和惠斯登电桥的使用万用表即万用电表,它是电学最常用的一种测量仪器,它不仅可以测量交流和直流电压,还可以测量直流电流和电阻,一表多能,掌握万用表的使用方法是电学实验的基本要求之一。
电桥也是一种常用的电学测量仪器,其原理是比较法,因而具有灵敏度高和使用方便的特点。
利用电桥不仅可以测量电阻、电容和电感等电学量,还可以将温度、压力等非电量以电量的形式测量出来,因此应用十分广泛。
在各种电桥中,惠斯登电桥是一种最基本的电桥,本实验以惠斯登电桥为基础,采用交换法和代替法精密测量电阻,同时学习万用表的使用方法。
一、实验目的1. 掌握万用表的正确使用方法。
2. 掌握惠斯登电桥的原理和测量方法。
3. 了解代替法和交换法的测量原理。
二、实验仪器标准电阻箱两个、滑线变阻器两个、电流表、灵敏度达到10-9A 的数字式检流计、数字式万用表、直流稳压电源。
三、实验原理万用表的原理和使用方法见第二章的相关章节.惠斯登电桥的原理如图4-7-1所示,它是由四个电阻R 1、R 2、R 0和R x 连接而成的四边形,每一边称为电桥的一个桥臂,四边形的两个AB 、CD 对角分别与电源E 和电流表G 相连。
所谓桥的意思是指电流表G 跨接CD ,其作用是将桥的两个端点C 和D 的电位进行比较。
当C 、D 的电位相等时称为电桥平衡,此时,电流表G 中无电流通过。
图4-7-1 惠斯登电桥示意图 图4-7-2 实际电桥测量回路示意图 本实验的两臂R 1、R 2由滑线变阻器H 1以滑动头为分界点的两边电阻构成,R x 、R 0分别代表未知电阻和标准电阻箱的标称阻值。
为了限制电路的电流,电源要通过另一个滑线变阻器H 2再与电桥相连。
当电阻箱的阻值R 0为一定时,通过滑动H 1的滑动头使电桥平衡,这时电路满足如下关系DB CB AD AC U U U U ==,(4-7-1)根据欧姆定律可得220011,,,R I U R I U R I U R I U DB CB AD x x AC ====(4-7-2)将(4-7-2)式各式代入(4-7-1)式得:220011,R I R I R I R I x x ==(4-7-3)比较上面两式并考虑电桥平衡时,210,I I I I x ==,得021R R R R x = (4-7-4)由式(4-7-4)可知,如果知道R 1、R 2和R 0的阻值,未知电阻R x 便可计算出来。
电桥法测电阻实验报告内容一、实验目的本实验的目的是通过电桥法测量电阻,熟悉电桥的基本原理和使用方法,并掌握测量电阻的技巧。
二、实验原理电桥是一种常用的测量电阻的仪器,其基本原理是根据电流分配的规律,通过调整电桥的各电阻值,使电桥平衡,从而测量所需的未知电阻值。
电桥的基本结构包括四个电阻,其中一个未知电阻,另外三个为已知电阻。
通过调节桥臂电阻的比例,使电桥平衡,即当两个对角线上的电位差接近于零时,电桥呈平衡状态。
当电桥平衡时,可以利用公式Rx = R1/R2 * R3 计算未知电阻的值。
三、实验仪器和材料1. 电桥实验箱2. 电阻盒3. 万用表4. 连接线四、实验步骤1. 搭建电桥电路,根据实验箱上的示意图连线。
将万用表接在电桥上的未知电阻测量接口上。
2. 打开电桥电源,调节电桥上的已知电阻的值,使得电桥处于平衡状态。
提示:可通过调节滑动变阻器的位置或旋转电阻开关来实现平衡。
3. 记录下各个已知电阻的数值,并将电阻盒中的未知电阻数值调至一个合适范围。
4. 调节未知电阻的值,使得电桥重新平衡。
5. 当电桥恢复平衡时,记录下此时已知电阻和未知电阻的数值,并计算未知电阻的实际值。
6. 重复上述实验步骤,进行多次测量,确保结果的准确性和可靠性。
7. 计算各次测量结果的平均值,并计算出测量结果的标准偏差。
五、实验结果分析根据实际实验测量结果,计算得到的未知电阻值应与预期理论值相近。
若存在差异,需要通过检查实验仪器是否正常工作、接线是否正确等方面进行排查。
在电桥法测量电阻时,如果电桥不能平衡,可能是由于以下原因造成:1. 未知电阻超出了电阻盒范围。
2. 电桥电源电压不稳定。
3. 连接线松动或接触不良。
4. 电阻盒内部损坏。
六、实验注意事项1. 实验中要保持仪器接线正确、接触良好,避免接线松动或烧坏仪器。
2. 注意电源电压的稳定性,避免对仪器产生影响。
3. 在调节电阻时要小心操作,避免损坏电阻盒。
4. 实验结束后,及时关闭电桥电源和放置仪器。
电桥实验报告电桥实验报告一、实验目的:1.掌握电桥的基本原理和使用方法;2.通过电桥实验验证电阻定律。
二、实验仪器:电桥、待测电阻、已知电阻、电源、导线等。
三、实验原理:电桥是一种基于电阻平衡原理的测量仪器,通常由两个串联的电阻和两个并联的电阻组成。
在电桥实验中,通过调节电桥中的电阻,使电桥两端电压为零,达到电阻平衡。
应用电桥实验可以测量未知电阻的值。
四、实验步骤:1.将电桥的电源接通,并调节电源电压,保证电压适中;2.将待测电阻与一个已知电阻R串联,与另一个已知电阻S并联,连接到电桥的两边;3.调节电阻R和S的大小,使电桥两端电压为零;4.记录调节到平衡状态时,电桥上R和S的阻值。
五、实验结果:根据实验数据计算得到的未知电阻值与理论值进行比较,验证电阻定律的正确性。
六、实验分析:在实验中,如果测到的未知电阻值与理论值偏差较大,可能是测量仪器的误差引起的。
另外,实验过程中要注意调节角度的准确性,保证电桥实验的准确性。
七、实验总结:通过本次电桥实验,我掌握了电桥的基本原理和使用方法,并成功验证了电阻定律的正确性。
在实验过程中,我遇到了一些问题,但通过认真调节和记录,最终取得了令人满意的实验结果。
此次实验加深了我对电桥的理解,提高了我在实验操作及数据处理方面的能力。
八、实验心得:电桥实验是电学实验中非常经典且重要的一种实验,通过实验我不仅增加了一些操作经验,还进一步加深了对电桥的理解。
在实验过程中,我能够认真、细致地进行实验操作,并对实验结果进行分析和总结。
通过实验,我发现实践是检验理论的有效手段,只有通过实践才能更好地理解和掌握所学的知识。
因此,以后我会继续积极参与实验,不断提高实验能力和科学素养。
测量电桥连接实验报告1. 理解电桥测量的原理和方法;2. 掌握电桥连接实验的步骤和操作方法;3. 学会使用电桥测量电阻和电池的电动势。
实验仪器和材料:1. 电桥测量仪;2. 电阻箱;3. 微安表;4. 可调电源;5. 定标电阻;6. 开关;7. 电池。
实验原理:电桥是一种常用的测量电阻和电池电动势的仪器。
其基本原理是根据电桥的平衡条件进行测量,当电桥的两翼产生相等的电压时,电路处于平衡状态。
根据该条件,可以通过改变电阻箱中的电阻,使电桥平衡,从而测量未知电阻。
实验步骤:1. 将电桥测量仪和电阻箱连线,接通电源;2. 调整电桥上的可调电阻,使电桥平衡,记录下电阻箱的电阻数值;3. 用定标电阻替换电阻箱中的电阻,重复步骤2,计算出待测电阻的值;4. 用测电阻的结果再次替换电阻箱中的电阻,重新调整电桥平衡,记录下新的电阻箱电阻数值;5. 比较两次记录的电阻箱电阻数值,如果相等则测量正确,否则需要重新进行测量;6. 用同样的步骤,测量电池的电动势。
实验数据处理:1. 根据测量结果,计算出待测电阻的值;2. 比较两次记录的电阻箱电阻数值,如果相等则表明测量正确;3. 计算电池的电动势,根据已知电阻和电桥平衡条件的关系,利用待测电阻的测量结果计算电池的电动势。
实验分析:1. 在测量过程中,应注意电桥的两翼是否产生相等的电压,只有在平衡状态下测量结果才准确;2. 定标电阻的选择应根据待测电阻的范围来确定,将电阻调至合适的范围能够提高测量的精度;3. 实验过程中要注意避免过量电流通过待测物体或仪器,以免损坏电路元件。
实验总结:通过电桥连接实验,我学习到了电桥测量的原理和方法,掌握了电桥连接实验的步骤和操作方法。
通过实验,我成功测量了电阻和电池的电动势,并计算出了待测电阻和电池的准确数值。
实验中我遇到了一些困难,但通过仔细调整电桥的电阻和注意实验操作,最终获得了准确的测量结果。
通过实验我深入了解了电桥的原理和使用方法,对电阻和电池的测量有了更深入的理解。
电桥的使用实验报告电桥的使用实验报告引言:电桥是一种重要的电学实验仪器,它可用于测量电阻、电容和电感等电学元件的参数。
本次实验旨在探究电桥的使用方法及原理,并通过实验验证其准确性和可靠性。
一、实验目的本次实验的主要目的是:1. 理解电桥的基本原理和工作方式;2. 学习使用电桥测量电阻的方法;3. 验证电桥在测量电阻时的准确性。
二、实验原理电桥是由一根称为“电桥臂”的电阻丝和一根称为“电桥臂”的电阻丝组成的。
当电桥平衡时,电桥两侧的电压相等,电流通过电桥的两个臂也相等。
根据欧姆定律,我们可以得出以下关系式:R1/R2 = R3/R4其中,R1和R2是电桥两侧的电阻,R3和R4是电桥两个臂的电阻。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料:电桥、待测电阻、导线等;2. 将待测电阻连接到电桥的两个臂上;3. 通过调节电桥的调节钮,使电桥平衡,即两侧电压相等,电流相等;4. 记录电桥平衡时的电阻数值;5. 重复以上步骤,测量不同电阻的数值,并记录数据。
四、实验结果与分析通过实验测量,我们得到了一系列电阻的数值。
根据电桥的原理,我们可以计算出待测电阻的准确数值。
通过与标准电阻进行比较,我们可以评估电桥的准确性和可靠性。
五、实验结论本次实验通过使用电桥测量电阻的方法,验证了电桥的准确性和可靠性。
实验结果与标准电阻的数值相近,表明电桥具有较高的测量精度。
电桥作为一种重要的电学实验仪器,可广泛应用于科学研究和工程实践中。
六、实验总结通过本次实验,我深入了解了电桥的使用方法和原理。
电桥作为一种精密的测量仪器,具有较高的准确性和可靠性,在电学实验和工程测量中发挥着重要的作用。
在今后的学习和研究中,我将进一步探索电桥的应用,并不断提高自己的实验技能。
结语:电桥作为一种重要的电学实验仪器,通过本次实验,我对其使用方法和原理有了更深入的了解。
电桥的准确性和可靠性得到了验证,为今后的学习和研究提供了基础。
希望通过不断学习和实践,能够更好地运用电桥进行电学参数的测量和研究。
万能电桥实验交流电桥与直流电桥相似,也是由四个桥臂组成,但组成桥臂德元件不单是电阻,还包括电容、电感及互感或它们的组合。
由于交流电桥的桥臂特性变化繁多,比之直流电桥有更多的功能,因而使用更广泛。
它除了可用来正确测量交流电阻、电感、电容外,还可测量电容器的介质损耗,两线圈间的互感及耦合系数,磁性材料的导磁率及饱和特性,并且当平衡电桥的平衡条件与频率有关时,可用于测量频率,也可测量液体的电导等。
本实验通过几个常用的交流电桥电路来测量电容、电感、电容器的介质损耗及电感的品质因数等参数,以了解交流电桥的平衡原理,掌握调节交流电桥平衡的方法。
一、实验目的1、用交流电桥测量电感、电容及其损耗因数和品质因数;2、了解电桥平衡的原理,掌握调节平衡的方法;3、学会万能电桥的使用方法。
二、实验器材QS18A型万能电桥、LCR数字电桥、待测电容、电感若干三、实验原理1、电容的等效模型实际电容器并非理想元件,它存在着介质损耗,所以通过电容器C的电流和它两端的电压的相位差并不是90°,而且比90°要小一个δ角,δ称为介质损耗角。
具有损耗的电容可以用两种形式的等效电路表示,一种是理想电容和一个电阻相串联的等效电路,如图1-1所示;一种是理想电容与一个电阻相并联的等效电路,如图1-2所示。
在等效电路中,理想电容表示实际电容器的等效电容,而串联(或并联)等效电阻则表示实际电容器的发热损耗。
图1-2及图2-2分别画出了相应电压、电流的相量图。
必须注意,等效串联电路中的C 和R与等效并联电路中的Cˊ、Rˊ是不相等的。
在一般情况下,当电容器介质损耗不大时,应当有C≈Cˊ,R≤Rˊ。
所以,如果用R或Rˊ来表示实际电容器的损耗时,还必须说明它对于哪一种等效电路而言。
因此为了表示方便起见,通常用电容器的损耗角δ的正切tanδ来表示它的介质损耗特性,并用符号D表示,通常称它为损耗因数,(1)串联等效模型损耗较小时,可等效为串联形式,其阻抗为:'1ZR j Cω=+ ,其中R ’为损耗电阻,相应的损耗为'''tan R CU IR D C R IU Cδωω==== (1)(2)并联等效模型损耗较大时,可等效为并联形式,其阻抗为:''11j C Z Rω=+ ,相应的损耗为 '1tan C RUI R D I C U C R δωω'===='(2)应当指出,在图1-2和图2-2中,δ=90°-φ对两种等效电路都是适合的,所以不管用哪种等效电路,求出的损耗因数是一致的。
2、电感的等效模型一般实际的电感线圈都不是纯电感,除了电抗X L =ωL 外,还有有效损耗电阻'R ,其总的阻抗为'ZR j L ω=+ ,电抗和电阻之比称为电感线圈的品质因数Q 。
即'L Q Rω=。
3、交流电桥的平衡条件交流电桥原理电路如图1所示, 其中G 表示交流示零仪,通常可以选用精度较高的交流毫伏表。
当电桥平衡时,交流示零仪的视值为0。
其平衡条件为:1324Z Z Z Z ⋅=⋅ (3)4、电容电桥根据测量对象的不同,电桥可以采用不同的连接方式。
如图4-1和图4-2为测量电容时常用的电桥。
(1)串联电容电桥对于损耗较小的电容,适合用串联电容电桥进行测量。
其连接方式如图4-1,根据平衡条件,可得:32x n R C C R =(4)23x n R R R R =(5)x x n n tg R C R C δωω== (6)(2)并联电容电桥对于损耗较大的电容,适合用并联电容电桥进行测量。
其连接方式如图4-2,根据平衡条件,可得:32x n R C C R =(7)23x n R R R R =(8)11x x n n tg R C R C δωω==(9)为了使电桥平衡,可分别重复调节n C 和23,,n R R R 的数值,直到交流示零器指示的数值不能再小为止。
5、电感电桥(1)海氏电桥图5-1称为海氏电桥,适合于测量Q 值较高的电感,根据电桥平衡条件,可得:2421()n x n n R R C L C R ω=+ (10)2242()1()n n x n n R R R C R C R ωω=+ (11)1n n Q R C ω=(12)(2)麦克斯威-文氏电桥对于Q 值较小的电感,适合选用如图5-2所示的麦克斯威-文氏电桥,根据电桥平衡条件,可得:24x n L R R C = (13)24x nR R R R =(14)n n Q R C ω= (15)四、实验内容和步骤本实验采用QS18A 型万能电桥来测量阻抗元件,具体的实验步骤如下: 1、使用LCR 数字电桥测出待测电容和电感的值及其损耗因数和品质因数,并计算电容和电感的损耗电阻。
2、电容的测量QS18A 型电桥选择串联电容电桥来测量电容。
其调节步骤如下:(1)旋动量程开关放在合适的位置上(例如被测电容约为500pF,开关应放在1000pF 上);(2)旋动测量选择放在C 位置,损耗倍率开关放在01.0⨯D (一般电容器)或1⨯D (大电解电容器)的位置上,损耗平衡盘放在1左右的位置,“损耗微调”逆时针旋到底。
将“灵敏度调节”逆时针旋到底。
“拨动开关”置“内”,则使用内部供给的1000Hz 交流信号;(3)将灵敏度调节逐步增大,使电表指针偏转略小于满度即可;(4)首先调节电桥的“读数”盘,然后调节损耗平衡盘,使电表指零,然后再将灵敏度增大到小于满度,反复调节电桥读数盘和损耗平衡盘,直到灵敏度开到足够满足分辨出测量精度的要求,电表仍指零或接近于零,此时电桥便达到最后平衡;被测量XC =量程开关指示值⨯电桥的“读数”值(=读数+刻度盘值)。
==δtg D X 损耗倍率指示⨯损耗平衡盘的示值。
注:如果损耗倍率放在Q 位置,按D=1/10计算。
(5)重复上述步骤(4)5次,将测量结果填入表格1中。
3、电感的测量QS18A 型万能电桥选用麦克斯威-文氏电桥测量电感。
(1)选择适当的量程;(2)测量选择开关置于L 位置上;(3)测量空芯线圈时,损耗倍率开关置于01.0⨯D 位置上。
测量迭片铁芯电感线圈时,损耗倍率开关置于1⨯D 位置上。
“损耗微调”逆时针旋到底。
将“灵敏度调节”逆时针旋到底。
“拨动开关”置“内”;(4)将平衡大约放在1左右位置,然后把灵敏度调节增大,使电表指针偏转略小于满度;(5)首先调节电桥“读数”的开关在0.9或1.0位置,再调节滑线盘,然后调节“损耗平衡”旋钮使电表指针偏转最小,再将灵敏度增大些,再反复调节电桥“读数”滑线盘和损耗平衡旋钮,直到灵敏度开足到测量精度的分辨率(一般不必把灵敏度开足),电表指针的偏转指零或接近零的位置,此时,电桥达到最后平衡;被测量=X L 量程开关指示值⨯电桥的“读数”值(=读数+刻度盘值)被测量=X Q 损耗倍率指示值⨯损耗平衡旋钮指示值(6)重复上述步骤(5)5次,将测量结果填入自行设计的表格2中。
注:如果损耗倍率指示在D 位置时,按Q=1/D 计算。
五、数据记录和处理六、注意事项1、交流电桥测量时与电源的频率无关,但实践证明,电桥工作在1000Hz的频率下时,灵敏度最高,产生的测量误差也最小,因此,一般的交流电桥电源选取1000Hz的正弦交流电。
2、由于交流电桥的平衡需要同时满足两个条件,因此各臂的参量中至少要有两个是可以调节的,只有这两个被调节的参量,达到平衡时的数值,示零仪才指零。
然而实际调节时总是先固定一个参量,使示零仪中的电流达到最小,然后,固定刚才调节的这个参量的数值,调节另一个,使示零仪中的电流达到最小值。
为了将电桥调的完全平衡,必须反复调节这两个参量逐次逼近平衡。
3、空间杂散信号对示零仪的干扰:在交流电桥的调节中,很难出现示零仪确实指零的情况,即使电桥确已达到平衡,示零仪仍不指零,这说明仍有微小电流流过它,这是由于空间中存在的杂散交流信号进入了示零仪而造成的,如无线电信号,电机干扰,人体上带的交流信号,特别是市电50Hz的交流电更是显著。
所以在交流电桥的调节中只能要求调节指零仪示数到不能再小的程度就认为电桥平衡了。
这显然使电桥的不平衡和外界对示零仪的干扰混淆不清,实验操作过程中应设法消除或消弱外界的干扰。
七、思考题1、交流电桥在平衡原理、所用仪器以及调节方法等方面与直流电桥有何相同?2、交流电桥的桥臂是否可以任意选择不同性质的阻抗元件组成?应如何选择?3、根据电容、电感元件的相位特点,试解释为什么某些交流电桥能利用已知电容来测定电感?4、为什么在交流电桥中至少需要选择两个可调参数?5、交流电桥平衡与电源的频率有无关系?附录一QS18A型万能电桥使用简介依据电桥平衡原理,作成能测量电阻器的电阻、电容器的电容及其损耗因数、线圈的电感及其品质因数等参数的测量仪器称为万用电桥、以称为阻抗电桥,由概述部分己知,由于桥臂阻抗的配置有多种可能,故电桥的种类、型式繁多,这里只简要介绍比较典型的QS18A型万用电桥的使用方法。
在使用本仪器之前,首先要熟悉面板上各元件和控制旋钮的作用(如图6所示)。
说明如下:1、被测端钮:此端钮是用来连接所需测量元件,在连接被测元件到端钮时,最好直接接在此端钮上,被测端钮“1”表示高电位,“2”、表示低电位(一般情况下不必考虑)。
2、外接插孔:此插孔的用途有:(1)在测量有极性电容和铁芯电感时,如需要外部叠加直流偏置时,可通过此插孔连接于桥体、(2)当使用外部的音频振荡器讯号时,可通过“外接”导线连到此插孔,施加到桥体(此时应把开关“3”,拨向“外”位置)。
3、拨动开关:凡使用机内1kHz 振荡器时,应把此开关拨向“内1kHz"位置, 4,量程开关:是选择测量范围用,上面各档的标示值是指电桥读数在满度时的最大值。
5、损耗倍率开关:用来扩展损耗平衡的读数范围用,在一般情况下侧量空芯电感线圈时,此开关放在Q 位置。
测量一般电容器(小损耗)时放在01.0⨯D 位置,测量损耗值较大的电容器时放在1⨯D 位置。
6、指示电表、作平衡指示用:当电桥在平衡过程中,指针往“0”的方向偏转,指针接近零点时电桥平衡。
7、接壳端钮:与机壳相连。
8、灵敏度调节:控制放大器的放大倍数,在初始调节电桥平衡时,要降低灵敏度使电表指示小于满刻度,在使用时应逐步增大灵敏度,进行电桥平衡调节。
9、读数旋钮:调节此二只读数盘使电桥平衡时,第一位读数盘的步级是0.1,也就是量程旋钮指示值的1/10,第二第三位读数是由连续可变电位器指示。
10、损耗微调:用来提高损耗平衡旋钮的调节细度,一般情况下放在“0”位置。
11、损耗平衡:被测元件的损耗读数(指电容、电感)由此旋钮指示,此读数盘上的指示值乘以倍率形状指示值,即为正确的损耗示值。