直流电桥测电阻
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直流电阻电桥电阻测试仪原理1 前言电气领域中,电阻是一个重要的电性量,测量电阻的精确度可以直接影响我们的实验结果和项目成果。
为了保证测量的精度和准确度,我们需要使用专业的仪器来进行测量。
本文将介绍一款常用的电阻测试仪——直流电阻电桥电阻测试仪的原理和工作方式,希望能为大家提供一定的参考和帮助。
2 直流电阻电桥电阻测试仪是什么?直流电阻电桥电阻测试仪,也被称为简称“电桥”,是一种用来测量电阻的仪器。
电桥测量电阻时可以达到较高的精度和准确度,常用于精密实验和工业控制领域中。
3 电桥测量电阻的原理电桥测量电阻的原理是基于电阻与电阻之间串联和并联的电性质,高精度电桥的基础结构一般由四个电阻、一个电源和一个指针式电表组成,结构简单,但具有很高的测量精度。
电桥利用了电路对称补偿原理,即通过对电桥中的每个分支进行调整,使得两个对角线上的电压相等,从而达到电桥平衡的状态,测得的电阻值即为要求的电阻值。
4 电桥测量电阻的工作步骤电桥的测量电阻的步骤如下:4.1 调整电臂在使用电桥时,需要将调整电阻的电臂往外旋转,使其与未知电阻并联起来,调整到一定电位后,再按电桥的操作步骤,调整电桥其余三个电阻的大小和相互间的配合,使得电桥的两个对角线的电位相等。
4.2 测量电阻在电桥平衡时,我们可以用电表进行读数,通过对电表的读数值进行计算,可以得到所要测量的电阻的值。
5 电桥测量电阻的优劣与电桥的分类电桥的测量精度取决于仪器的制作工艺和组成部分,不同的制作工艺和组成部分对仪器的测量精度有着显著的影响,因此,电桥可以分为以下几类:5.1 一般电桥一般电桥是在实验室中进行日常实验时使用的一种电桥,具有较低的测量精度和稳定性,多用于一般性实验。
5.2 中档电桥中档电桥具有较高的测量精度和稳定性,同时价格相对一般电桥较贵,主要用于高精度实验和产线生产的控制。
5.3 高档电桥高档电桥是测量精度和稳定性最高的电桥类型,一般用于实验室和精密生产过程中的控制,其价格也是最高的。
直流电桥测电阻实验报告直流电桥测电阻实验报告一、实验目的(1)了解单电桥测量电阻的原理,利用此原理测量电阻以及铜丝电阻的温度系数。
(2)通过处理实验所得数据,学习作图法与直线拟合法。
(3)利用电阻与温度关系,构造非平衡互易桥组装数字温度计,并学习其应用分析^p 设计方法。
二、实验原理(1)惠斯通电桥测量电阻(1-1)电桥原理:当桥路检流计中无电流通过时,表示电桥已经达到平衡,此时有 R_/R2 = R/R1,即 R_ = (R2/R1)_R。
其中将(R2/R1)记为比率臂 C,则被测电阻可表示为R_=C_R。
(1-2)实际单电桥电路在实际操作中,通过调节开关 c 位置,改变比率臂 C;通过调节 R 中的滑动变阻器,改变 R。
调节二者至桥路检流计中无电流通过,已获得被测电阻阻值。
(2)双电桥测低电阻(2-1)当单电桥测量电阻阻值较低时,由于侧臂引线和接点处存在电阻,约为 10^-2~10^-4Ω量级,故当被测电阻很小时,会产生较大误差。
故对单电桥电路进行改进,被测电阻与测量盘均使用四段接法:,同时增设两个臂 R1"和 R2"。
(2-2)电路分析^p :由电路图知:① I3_R_ + I2_R2’ = I1_R2② I3_R + I2_R1’ = I1_R1③ I2_(R2’+R1’) = (I3=I2)_r 综合上式可知:" 1" 212" 2 " 1"_121RRRRRr R Rr RRRR_ 利用电桥结构设计,可满足" 1" 212RRRR,同时减小 r,可是 R_ 仍满足 R_ = (R2/R1)_R,即R_=C_R。
(3)铜丝的电阻温度特性及数字温度计设计(3-1)铜丝的电阻温度特性∵一般金属电阻均有:Rt = R0(1+αR_t),且纯铜αR 变化小∴αR = (Rt -R0)/(R0_t) (3-2)数字温度计设计(3-2-1)非平衡电桥将检流计 G 换为对其两端电压的测量,满足:Rt RRtR RREt2 1U 。
直流电桥测电阻实验报告数据
直流电桥测电阻实验报告数据需要根据具体的实验过程和结果进行记录和分析。
以下是一些可能的实验数据记录和处理的示例:
实验目的:
•了解单电桥测电阻的原理,初步掌握直流单电桥的使用方法。
•单电桥测量铜丝的电阻温度系数,学习用作图法和直线拟合法处理数据。
•了解数字电表的原理和线性化设计的方法。
实验原理:
•惠斯通电桥测电阻:惠斯通电桥是最常用的直流电桥。
其中,R1和R2
是已知阻值的标准电阻,他们和被测电阻构成四个“臂”,对角B和C上的电流相同(即:I1=I4),根据惠斯通电桥原理,可得被测电阻R3=R1*R2/R4。
实验步骤:
1.准备实验器材,包括单电桥、数字电表、铜丝、热敏电阻等。
2.将铜丝固定在单电桥的“臂”上,连接数字电表。
3.调整单电桥的“臂”的长度和角度,使数字电表的读数达到最大值。
4.记录数字电表的读数,根据实验原理计算铜丝的电阻值。
5.改变实验条件(如温度),重复步骤3和4,记录多组数据。
实验数据:
实验结论:
•通过本次实验,我们使用直流电桥法测量了铜丝的电阻值,并且掌握了直流电桥法的实验操作方法和原理。
•实验结果表明,铜丝的电阻值随温度变化而变化,符合金属电阻随温度升高而增大的规律。
•在实验过程中,我们学习了用作图法和直线拟合法处理数据的方法,对数字电表的原理和线性化设计有了更深入的了解。
直流电桥测电阻实验报告实验目的本实验的目的是通过直流电桥方法测量给定电阻的阻值,并熟悉电桥的工作原理和使用方法。
实验原理直流电桥是一种广泛应用于测量电阻的仪器。
其基本原理是利用电桥平衡条件来测量待测电阻的阻值。
一个典型的直流电桥由四个电阻组成,分别是R1、R2、R3和Rx。
其中R1和R2称为标准电阻,R3称为电位器。
电桥的基本工作原理是通过改变电位器的电阻,使电桥两对端电压为零,即平衡状态。
根据直流电桥的平衡条件公式可得:R1 / R2 = Rx / R3通过这个公式,可以求解出待测电阻Rx的阻值。
为了提高测量的准确性,通常会取多个平衡点进行测量,并取平均值作为最终结果。
实验步骤1.按照实验要求,搭建直流电桥电路。
2.通过调整电位器,使得电桥两端电压为零,记录下此时电位器的阻值。
3.重复步骤2,至少取三组平衡点,记录下每次电位器的阻值。
4.计算每次测量得到的待测电阻Rx的平均值。
5.比较测量结果与标准值,计算误差并分析原因。
实验数据和结果下表是实验中测量得到的数据:测量次数电位器阻值(Ω)待测电阻Rx (Ω)1 100 1002 105 1053 98 98根据上表数据,计算得到待测电阻 Rx 的平均值为101.00 Ω。
计算误差和分析假设标准值为100 Ω,根据测量结果与标准值的差异计算出相对误差:误差 = | (测量值 - 标准值) / 标准值 | × 100%= | (101.00 - 100) / 100 | × 100%= 1%从计算结果可以看出,测量结果的误差为 1%。
这种误差可能来自于实验中存在的一些不确定因素,比如接线不良、电源波动等。
结论通过直流电桥方法测量得到的待测电阻 Rx 的阻值为101.00 Ω,相对误差为 1%。
这个结果与预期的标准值接近,说明实验的准确性较高。
但仍需注意实验中存在的不确定因素,以提高测量结果的可靠性。
实验总结本次实验中,我们通过搭建直流电桥电路并调整电位器,成功测量了给定电阻的阻值。
直流电桥测电阻实验原理
直流电桥是一种用于测量电阻值的精密仪器,通常用于测量电阻器、导线和其他电阻元件的阻值。
其原理基于基尔霍夫电桥定律,该定律表明,在电桥平衡状态下,电桥的两边电压相等,可以用来计算未知电阻的值。
下面是直流电桥测电阻的基本原理:
1.电桥平衡条件:直流电桥包括四个电阻元件,通常分为两对。
一对电阻(称为比较电阻)连接在电桥的两边,另一对电阻是
未知电阻和已知电阻(标准电阻)。
电桥的两侧分别连接到电源,并通过电流测量仪表来测量电流。
2.平衡状态:调节电桥中的已知电阻,以使电桥处于平衡状态。
在平衡状态下,电流测量仪表的指针不偏转,电桥的两侧电压
相等。
3.电桥定律:根据基尔霍夫电桥定律,电桥中的电流和电阻之间
存在如下关系:
未知电阻/ 已知电阻= 电桥的另一对电阻(比较电阻)之比
这可以表示为:R_x / R_1 = R_3 / R_2
其中,R_x 是未知电阻的值,R_1 和R_2 是已知电阻的值,R_3 和R_4 是比较电阻的值。
4.测量未知电阻:通过已知电阻和比较电阻的值,以及在电桥平
衡状态下测得的电流值,可以计算出未知电阻的阻值。
公式如
下:
R_x = (R_1 * R_3) / R_2
其中,R_x 是未知电阻的值。
总结来说,直流电桥测电阻的原理是基于基尔霍夫电桥定律,通过比较已知电阻和未知电阻之间的电流平衡条件,计算未知电阻的阻值。
这个方法提供了一种精确测量电阻值的方式,特别适用于实验室和工程应用中对电阻值精度要求较高的情况。
直流电桥法测电阻实验报告实验目的:1.了解直流电桥法测量电阻的原理;2.掌握直流电桥法测量电阻的实验操作方法;3.探究不同测量条件下对测量结果的影响。
实验原理:实验器材:直流电源、电桥、标准电阻、待测电阻、电阻箱、导线等。
实验步骤:1.连接电路:将直流电源的正负极分别连接到电桥电路的相应接口;2.调节滑动变阻器:通过调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数尽量接近零,并固定滑片位置;3.加入标准电阻:在电桥电路上加入一个已知电阻的标准电阻;4.测量电阻:将待测电阻连入电桥电路中,通过调节电桥电路中的标准电阻使电流表示数最接近零;5.记录实验数据:记录标准电阻值、电阻箱设置值以及调节滑动变阻器时的示数;6.重复实验:根据实验需要,可以多次重复实验获取更准确的结果。
实验数据处理:1.计算未知电阻值的实验结果:根据电桥电路中的已知电阻值和相应示数,可以通过比值关系计算出待测电阻的值;3.讨论实验结果:根据实验数据和误差分析,讨论实验结果的准确性,分析实验中可能存在的问题和改进措施。
实验结果和误差分析:实验中我们使用直流电桥法测量了一个未知电阻的值,记录了实验数据如下:标准电阻值:1000Ω电阻箱设置值:500Ω调节滑动变阻器的示数:50我们通过计算得到的待测电阻值为:500Ω×1000Ω/50=1000Ω1.电桥电路的接线不稳定,会对实验结果产生影响;2.电阻箱的阻值可能存在一定的误差,会对实验结果产生影响;3.实验中可能存在读数误差和实验操作误差等。
为了提高实验结果的准确性,我们可以采取以下改进措施:1.保持电桥电路的接线稳定,并检查电路中的连接情况;3.实验中要仔细读数,减小读数误差的影响;4.多次重复实验,取平均值来减小随机误差的影响。
结论:。
用直流电桥测量电阻注意事项用直流电桥测量电阻注意事项电阻是电子学中最基本的量之一,它是指电子元件在不同电压下的电流流过的阻碍程度。
在电子设备中,我们经常需要测量不同电阻的电阻值,其中使用电桥测量电阻是最常见的方法之一。
电桥法是通过通过一个桥式电路来检测不同电阻之间的差异,然后计算出它们的电阻值。
在这篇文档中,我们将讨论使用直流电桥测量电阻时需要的注意事项。
一、选用合适的电桥在测量电阻时,我们需要选择一个合适的电桥来进行测试。
通常,直流电桥是测量大电阻值时的首选,而交流电桥则更适合于测量小电阻值。
因此,在选择合适的电桥时,要根据要测量的电阻值来选择合适的电桥。
二、电桥的精度和灵敏度使用电桥测量电阻时,我们需要注意到电桥的精度和灵敏度。
在实际应用中,电桥的精度越高,我们就能够获得更准确的测试结果。
此外,灵敏度也是至关重要的,因为它会影响测量电子元件的最小电阻值。
因此,为确保测试结果准确,我们应该尽量选用精度高且灵敏度良好的电桥进行测量。
三、测试样品的准备在测量电阻之前,我们需要准备好测试的样品。
在测试之前,我们需要确保测试样品的表面光洁并且没有任何杂物。
如果样品表面存在污垢或杂质,则可能会影响电桥的测试结果。
因此,在测量前一定要将测试样品表面彻底清洁,以确保测试结果的准确性。
四、测量过程的环境优化在测量电阻时,我们需要确保测试环境干燥并且没有任何干扰。
如果测试环境过于潮湿或者存在强烈的电磁干扰,则可能会影响测试结果的准确性。
因此,为保证测试结果的准确性,我们应该在干燥,没有任何干扰的环境下进行测试。
五、正确连接测试电路成功测量电阻的关键之一是正确连接电路。
如果连接不正确或者电路接触不良,则可能会导致测试结果偏差或者完全无法测试。
因此,我们必须确保测试电路正确连接并且所有组件正常运作。
六、测量前的热平衡在测量电阻之前,我们需要进行热平衡。
在热平衡期间,我们需要让测试环境和测试样品达到一致的温度。
如果测试环境或测试样品的温度变化太快,则可能会导致测试结果偏差严重。
实验十 直流电桥测电阻
电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器,被广泛用来精确测量许多电学量和非电学量,在自动控制测量中也是常用的仪器之一。
按照用途电桥可分为平衡电桥和不平衡电桥;按照使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥。
直流电桥是用来测量电阻或与电阻有关的物理量的仪器,待测电阻在1~1000K Ω时,可用单臂(惠斯登)电桥;若测量1Ω以下的低电阻时,则必须使用双臂(凯尔文)电桥。
交流电桥(万能电桥)主要用来测量电容、电感等物理量。
[实验目的]
1、 掌握用电桥测量电阻的原理和方法。
2、 学会使用单臂及箱式惠斯登电桥测量电阻。
[实验原理]
1、 单臂电桥原理
惠斯登电桥(单臂电桥)是最常用的直流电桥,其电路原理图如图10—1所示。
图中1R 、2R 和s R 是已知阻值的标准电阻,它们和被测电阻x R 连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂。
对角A 和C 之间接电源E ;对角B 和D 之间接有电流计G 和电键K ,电键上有1.5Ωk 保护电阻,它像桥一样。
若调节s R 使桥两端的B 点和D 点电位相等,电流计中电流为零,电桥达到平衡,这时可得
2211R I R I = (10—1) x s R I R I 21= (10—2)
两式相除可得
C 图10—1 单电桥原理简图
s x R R R R 1
2
=
(10—3) 只要电流计足够灵敏,等式(10—3)就能成立,被测电阻x R 可以从1R 、2R 和s R 三个已知的标准电阻求得。
这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较,因而测量的准确度较高。
本实验中采用QJ –23型便携式单臂电桥,它的实际电路图见图10—2,面板结构如图10—3所示。
电桥各部件的作用及特点说明如下:
(1)比率臂K 相当于图10—1中的2R 和1R ,由8个精密电阻组成,其总阻值为1K Ω,度盘示值K=1
2
R R ,即比率,分为从0.001 到1000共七档。
图10—2中各电阻均以Ω为单位。
(2)测量臂s R 由四个十进位电阻盘组成,最大阻值为9999Ω,调节K 和s R 使电桥平衡时,被测电阻值为
s x R k R ⨯= (10—4)
图10—2 QJ –23型直流电桥线路图
(3)端钮X 1和X 2接被测电阻,B +和B -、G +和G -分别为外接电源、外接检流计用的接线端钮。
(4)检流计G ,其灵敏度约3×10-6A/div ,内阻近百欧姆,用以指示电桥平衡与否。
检流计上有调零旋纽,测量前应预先调好检流计零位。
实验中,我们把引起仪表示值可觉察变化的被测量的最小变化值叫灵敏阀(或叫分辨率),这里取0.2分格所对应的电流值作为检流计的灵敏阀。
(5)电源及检流计开关,B 是电源按钮开关,实验中不要将此开关按下锁住,以避免电流热效应引起的阻值变化,而影响仪器测量精度,并且还可以防止电池很快耗尽。
检流计按钮开关G 一般只能跃按,以避免非瞬时过载而引起的损坏。
另有一种QJ –24型电桥,它多了一个G 1开关,它的作用是测量中先按下G 1粗调,这时有分流电阻与检流计并联,粗调平衡后再按开关G 细调平衡。
增设开关G 1是因为QJ –24型的准确度等级更高、检流计更灵敏的缘故。
用电桥测电阻前,通常应先知道(或用万用表粗测)被测电阻的大约值,然后预设比率盘和测量盘于相应的大约值,再细调K 和s R 之值求出测量值。
2、单臂电桥测电阻的误差
平衡电桥法测电阻的误差,主要来自两方面:
(1) 电桥灵敏度(b S )带来的误差
电桥是否已经平衡,依赖于判断检流计是否指零。
因而检流计的灵敏度大小直接影响了判断性。
换言之,判断检流计是否指零所产生的误差决定了电桥的灵敏度。
电桥平衡时,改变单位电阻检流计的偏转格数α称作电桥灵敏度。
R
S b α
=
(10—5)
b S 越大,表示电桥越灵敏,判断就越准确。
适当提高工作电源电压和选用低电阻的检
图10—3 QJ –23型直流电阻电桥面板图
流计将有利于提高电桥的灵敏度。
通常假定仪表标尺的10
2分度为难以分辨的界限,于是由
电桥灵敏度带来的误差为 b
b S R 12
.0=∆。
(2) 桥臂电阻带来的误差 由于S R R R R X 1
2
=
,可导出求算X R 的相对误差为
2222211)()()(s
s x x R R R R
R R R R ∆+∆+∆=∆ (10—6) 若保持1R 和2R 比值为1,把s R 与X R 二个桥臂位置交换,再调节s R 使电桥平衡。
分别测出交换前、后电桥平衡时比较臂s R 的示值1s R 及2s R ,可得到
21s s x R R R •=
(10—7)
这样就消除了由1R 、2R 本身的误差而带来的系统误差。
由式(10—7)求出x R 的相对误差为
s
s
s s s s x x R R R R R R R R ∆≈
∆∆+∆=∆222211)()(21 (10—8) ⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆=∆s s x x R R R R (10—9)
()212
1s s s R R R +=
(10—10)
它只与电阻箱R S 的仪器误差有关。
对0.1级的电阻箱,()m R R s s 002.0%1.0+=∆,m 为所使用的电阻箱的转盘数。
结论:
(1) 总误差等于检流计不灵敏误差与桥臂误差之和。
即
22)()(x b R R R ∆+∆=∆ (10—11)
(2) 测量中将某些条件相互交换,使产生的系统误差方向相反,从而抵消测量中的部分
系统误差,称作交换法,它是处理系统误差的基本方法之一。
[实验仪器]
电阻箱、AC5型直流检流计、稳压电源、待测电阻、滑线变阻器、QJ23型直流电阻电桥
[实验内容]
1、 自搭电桥测电阻
用电阻箱自搭电桥,按图10—1原理图接线。
在开关K 上并联一高值电阻R (1.5K Ω),以保护检流计。
在测试前要考虑以下问题:
(1) 接好线路,拟好实验步骤,经教师检查后方可通电作实验。
须特别注意实验中勿超过电阻箱的额定电流。
(2) 调节电桥,使它工作在最灵敏状态。
取
1
2
R R =1,测量待测电阻x R ,并以交换法消除装置不对称引起的系统误差。
2、 箱式电桥测电阻
应用QJ23型直流电阻电桥测量待测电阻值,其原理图如图10—2所示。
[数据处理]
1
21s s x R R R •=
不确定度计算:
()212
1s s s R R R +=
⎪⎭
⎫
⎝⎛+=∆≈∆s s s x x R m R R R R 002.0%1.0 求出:2
222)()2.0(
)()(⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆+=∆+∆=
∆s s x x b
R R R S R R R b 结果表示为:=x R x x R R ∆±。
m x R A R ⨯=∆% (m R 为该比率下电桥的量程)
结果表示为:=x R x x R R ∆±。
[思考题]
1、电桥测电阻的原理是什么?电桥平衡的条件是什么?在具体操作中是如何实现的?
2、箱式电桥中比率臂的倍率值选取的原则是什么?如果没有选择好,对结果有何影响?
3、为什么电桥上按钮开关要用跃接法?操作按钮B和G的按接顺序是什么?
4、在通电前,保护电阻R与其并联的开关K应如何处置?在实验中为提高电桥灵敏度,又应如何处置?。