电桥法测电阻
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测量电阻的7种方法电阻是电路中常见的元件,用于控制电流的流动和电压的降低。
为了准确测量电阻的数值,可以采用多种方法。
下面将介绍电阻的七种常用测量方法:1.电桥法:电桥法是一种常用于测量未知电阻值的方法。
它利用电桥平衡原理,通过调节已知电阻来达到桥路平衡,从而计算未知电阻的数值。
例如,使用韦氏电桥、韦恩电桥或均分电桥来测量电阻。
2.恒流法:恒流法利用电流电压关系来测量电阻。
通过将已知电流通过未知电阻中,测量其电压降,就可以计算电阻的数值。
常用的方法有串联电路法和并联电路法。
3.电压比较法:电压比较法是一种常见的测量电阻的方法。
它利用已知电阻和未知电阻在相同电流下产生的电压进行比较,从而计算未知电阻的数值。
4.电流比较法:电流比较法通过将已知电流分流,一部分经过已知电阻,另一部分经过未知电阻,再通过对比两个电压降,来计算未知电阻的数值。
5.桥式方法:桥式方法是一种常见的测量电阻的方法,它使用已知电阻和未知电阻之间的电压或电流差来计算未知电阻的数值。
常用的桥式测量方法有麦克斯韦电桥、维尔斯通电桥等。
6.综合法:综合法是一种结合多种测量方法的方法,用于测量特殊类型的电阻。
例如,用恒流法先测量电阻的大致数值,再用电桥法进行精确测量。
7.数字万用表法:数字万用表是一种集电压、电流、电阻、频率等多个测量功能于一体的仪器。
使用数字万用表可以直接测量电阻的数值,无需其他传统的测量方法。
这种方法简单、便捷,适用于快速测量电阻。
总之,以上是电阻的七种常用测量方法。
每种方法都有其适用的场景和测量精度。
根据实际情况选择合适的测量方法,可以提高测量电阻的准确性。
电桥法测电阻的原理
电桥法测电阻是一种常用的电阻测量技术,它可以准确测量不同类型的电阻,包括低电阻、高电阻和超高电阻。
它是一种比较新的电阻测量技术,可以提高测量精度,具有良好的稳定性和可靠性。
电桥法测电阻是一种比较复杂的技术,需要使用多种元器件,包括电流表、电压表、电桥、分压器、比较器等。
它的基本原理是通过比较电桥中两个部分的电压,来确定待测的电阻的电阻值。
电桥法测电阻的步骤是:首先,将电阻标定到电桥中,然后将电流表、电压表和分压器连接到电桥中。
接下来,调整电桥中的电阻,使电流表和电压表的读数相等,这一步可以确定待测电阻的电阻值。
最后,将比较器连接到电桥中,使待测电阻的电阻值与标定的电阻值相比较,从而得出准确的结果。
电桥法测电阻具有准确度高、测量范围广的特点,可以用来测量低、中、高电阻,甚至超高电阻。
它还可以用来测量电阻的变化,以及电阻的温度漂移等特性。
在电子设备测试过程中,电桥法测电阻也被广泛应用。
总之,电桥法测电阻是电阻测量技术中一种准确性高、测量范围广的技术,它能够提高测量的精度,并在电子设备测试过程中得到广泛应用。
电桥法测电阻原理
电桥法是一种常用的测量电阻的方法,它利用电桥平衡的原理来测量未知电阻
的数值。
电桥法的原理简单易懂,是电学实验中必备的基本技能之一。
下面我们就来详细介绍电桥法测电阻的原理和步骤。
首先,让我们来了解一下电桥的基本结构。
电桥由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和R4,其中R1和R2相互串联,R3和R4相互串联,而R2和R3并联。
在电桥的一侧接上电源,另一侧接上待测电阻。
当电桥平衡时,即电桥两侧的电压相等,可以得到如下的关系式:
R1/R2 = R3/R4。
根据这个关系式,我们可以通过调节R3或R4的大小,使得电桥平衡,进而
得到未知电阻Rx的数值。
这就是电桥法测电阻的基本原理。
接下来,我们来介绍一下电桥法测量电阻的步骤。
首先,将待测电阻R x 接入
电桥电路中,然后调节R3或R4的大小,直到电桥平衡。
在电桥平衡时,记录下
R3和R4的数值,然后根据上面的关系式计算出待测电阻Rx的数值。
需要注意的是,电桥法测电阻的精度和准确性与电桥的灵敏度和测量仪器的精
度有关。
因此,在进行实验时,需要注意调节电桥的灵敏度,并选择合适的测量仪器进行测量,以确保测量结果的准确性。
总之,电桥法是一种简单有效的测量电阻的方法,通过调节电桥的平衡来得到
待测电阻的数值。
掌握电桥法的原理和操作方法,对于电学实验和工程技术都具有重要的意义。
希望通过本文的介绍,能让大家对电桥法测电阻有更深入的了解。
电桥法测电阻的操作方法电桥法是测量电阻值的一种常见方法,常用于电子学、物理学、化学以及工程领域。
其原理基于电流分布的均匀性,适用于各种电阻值的测量,具有高精度、高准确性等特点。
下面我们将就电桥法测电阻的操作方法进行详细介绍。
一. 原理介绍电桥法测量电阻的原理是基于电路中电流的分布均匀性。
这里以Wheatstone 电桥为例进行说明,在电路中四个电阻分别为R1、R2、R3和R4,当电路中分别加上电压U1、U2后电流I1、I2从而控制了电桥的平衡点。
如果两边电路的电势相等,那么测量电阻R的值即为公式(R1*R4)/(R2*R3)。
二. 电桥法测量电阻的操作步骤1.准备工作在测量电阻之前,应该检查各个继电器和校正器是否正常,并将所有旋钮旋至“0”位,以确保整个电路状态平衡。
此外,还应将测试用电阻和绞线电缆准备好,注意保证电阻或电缆无损坏。
2.组装电桥将绞线电缆连接到Wheatstone电桥上,然后在电桥的第一个接头处插入电阻测试子,这一步操作可能会给测量带来误差,因此需要谨慎操作。
3.调整电桥平衡状态电桥平衡是指在测试时电桥状态的平衡状态。
对于类比电路,需要调节电桥以使它平衡状态达到理想状态,以便测量电阻的准确性。
当电桥进入平衡状态时,压差读数为零,并且指示灯亮起。
4.记录电阻值在Wheatstone电桥平衡状态下,通过U-A标头进行电阻测量,同时读取电桥位的读数,这个数值即为要测量电阻的值。
5.反复测试在记录单次测量结果后,应该反复进行多次测试,以确保测试结果的准确性。
这也意味着我们需要根据实际需求对测试次数进行控制,充分利用反复测试的优势,提高测试结果的准确性。
6.计算平均值将多次测试的结果进行比较,计算平均值来得出更准确的电阻值。
多次测试的结果越接近,计算得到的平均值就越准确。
三. 注意事项电桥法测电阻以其高精度、高准确性的特点深得大家的认可,但在操作过程中仍需注意以下几点:1.测量环境要稳定电桥法需要在相对稳定的环境条件下进行测量,避免温度、湿度、振动等因素的干扰。
电桥测量电阻的方法电桥是一种常用的电学实验仪器,也是测量电阻的重要工具。
它的工作原理是利用同一电路中电流相等的原理,将待测电阻与已知电阻相比较,根据比较结果计算待测电阻的值。
电桥测量电阻的方法比较简单、准确,适用范围广泛,可以用于研究电学基础知识、测量物质的电阻、探究材料的电性质等方面。
电桥测量电阻的基本原理是基于“电路中电流相等”的原理。
电桥是由四个电阻组成的电路,其中两个电阻已知,两个电阻待测。
按照基尔霍夫电流定律,每条电路中的电流总和为零,即:I1 + I2 = I3 + I4由此可得,如果I1和I2的大小相等,电桥则保持平衡。
平衡时电桥四个电阻的电压分别相等,即:对于不平衡状态,可以通过调整待测电阻的值来使电桥恢复平衡。
根据电桥电路原理和电阻公式可以推导出待测电阻的值:R = R2*(R1 + R3)/R4R1、R2、R3、R4是电桥电路的四个电阻,R2是待测电阻,R是待测电阻的测量值。
1、电桥电路的搭建搭建电桥电路的前提是将电桥四个电阻选定,R1和R3一般选用已知的标准电阻值。
为了保证电桥测量的准确性,应该尽量挑选电阻值大、稳定性好的电阻。
搭建电桥电路的时候,应按照电桥电路图连接电路,注意将各个部件连好并保证电路完整。
如果电路中每个电阻都已经连接好,可以通过改变待测电阻的值来调整电桥的平衡状态。
调整电桥电路的方法是通过调整待测电阻的阻值来实现平衡状态。
调整的过程通常分为两个步骤:(1)将电源的电流调整到适当的大小。
(2)改变待测电阻的阻值,直到电桥达到平衡状态。
在调整电阻阻值的时候,可以通过旋转电位器或插入调节电阻等方式来改变待测电阻的阻值。
3、测量电桥电路的平衡电压当电桥电路平衡时,可以使用万用表等测试工具来检测电桥电路各个部分的电压值。
应该记录下各个电路部分的电压值,并计算出平衡电桥电路的总电压和电流值。
4、测量待测电阻的阻值当电桥电路平衡时,可以根据电桥原理推导待测电阻的阻值。
具体计算公式已经在前面介绍过。
电桥法总结简介电桥法(也称为韦斯顿电桥、维尔斯通桥)是一种用于测量电阻的实验方法。
它基于电桥平衡原理,利用桥路电阻的比较来进行测量。
电桥法广泛应用于实验室、工业和科研领域,成为电阻测量的重要方法之一。
原理电桥法的基本原理是通过调节桥路电阻的比例,使得桥路两侧的电势差为零。
这时,可以根据已知条件计算出未知电阻的数值。
电桥法的原理基于以下两个基本定律:1.基尔霍夫定律:在一个闭合电路中,电流的总和等于零。
2.欧姆定律:电阻与通过它的电流成正比。
基于这两个定律,在电桥法中,通过调整桥路的电阻比例,使得桥路两侧的电势差为零。
当电桥平衡时,已知电阻和电流的关系可以用来计算未知电阻的数值。
基本方法电桥法的基本步骤如下:1.搭建电桥:选择合适的电桥电路,并连接待测电阻。
2.调整电阻比例:通过调节电桥电路中的电阻比例,使得电桥平衡。
3.记录平衡条件:记录下平衡状态下的电桥两侧电压或电流数值。
4.计算未知电阻:根据已知参数和平衡条件,使用合适的数学公式计算未知电阻的数值。
电桥电路电桥电路通常由四个电阻组成,分别是待测电阻(未知电阻)、已知电阻、平衡电阻和可变电阻。
根据组成元素的具体安排,电桥电路可分为多种类型,常见的有以下几种:1.韦斯顿电桥:最常见的电桥,由两个已知电阻和一个平衡电阻组成。
2.麦克斯韦电桥:由三个已知电阻和一个平衡电阻组成,用于测量小电阻。
3.蔡特尼电桥:用于测量电感和电容的电桥,由两个已知电阻和两个平衡电阻组成。
4.无感电桥:用于测量电感的电桥,由一个已知电阻和一个平衡电阻组成。
优缺点使用电桥法进行电阻测量具有以下优点:•高精度:电桥法可以达到非常高的测量精度,尤其是在进行精密实验和科学研究时。
•广泛适用:电桥法适用于各种电阻、电感和电容的测量,具有很强的通用性。
•简单易用:电桥法的操作相对简单,不需要复杂的设备和操作技巧。
然而,电桥法也存在一些缺点:•误差来源:电桥法测量电阻结果受到许多误差的影响,如温度变化、导线接触不良等。
十种测电阻方法归纳一、电桥法:电桥法是测量电阻值最常用的方法之一、通过在电桥上调节电阻的比例,使得电桥平衡,从而确定待测电阻的值。
二、电流法:电流法是通过直接测量电流流过电阻产生的电压来求解电阻值。
根据欧姆定律,电流与电阻成正比关系,可以通过电流和电压的关系计算电阻值。
三、电压法:电压法是通过直接测量电压值来求解电阻值。
根据欧姆定律,电压与电阻成正比关系,可以通过电压和电流的关系计算电阻值。
四、电位法:电位法是通过在待测电阻两端施加一个电压,在测量点处测量电位,通过电压和电位的关系计算电阻值。
五、恒流源测量法:恒流源测量法是通过将待测电阻串联到一个恒定电流源上,测量电压和电流的关系来计算电阻值。
六、维尔斯通电桥法:维尔斯通电桥法是一种用于测量电阻值的精密测量方法。
它利用电阻和电容的互相作用来建立电桥平衡,并通过调节电阻比例来测量电阻值。
七、自适应电桥法:自适应电桥法是一种基于自适应算法的电阻测量方法。
它通过不断调节电阻比例,使电桥保持平衡,并通过计算电桥平衡时的电阻比例来测量电阻值。
八、差动放大器法:差动放大器法是一种利用差动放大器的特性来测量电阻值的方法。
在差动放大器的输入端分别接入待测电阻和已知电阻,通过测量差动放大器输出端的电压差来计算电阻值。
九、交流电桥法:交流电桥法是一种利用交流电信号来测量电阻值的方法。
它通过在电桥上加入交流信号,并调节电桥平衡,利用交流电信号的相位和幅值来测量电阻值。
十、数字测阻法:数字测阻法是一种利用数字电路和计算机来测量电阻值的方法。
它通过将待测电阻与已知电阻串联或并联,利用数字电路测量电压和电流,并通过计算机进行数据处理,计算电阻值。
初中物理测电阻的特殊方法
测电阻的特殊方法有很多,以下是一些常见的方法。
1.电桥法:电桥法是一种常用的测量电阻的方法。
它通过在一个平衡状态下比较两个电阻的大小来确定未知电阻的值。
电桥由四个电阻和一个动态未知电阻组成,当电桥平衡时,两个电桥支路的平衡条件可用下面的公式表示:R1/R2=R3/R4,通过调整已知电阻的比例使电桥平衡,可以确定未知电阻的值。
2.伏安法:伏安法是一种使用电流和电压进行测量的方法。
在测量电阻时,通过将一个已知电压施加到电阻上,然后测量通过电阻的电流,可以使用欧姆定律来计算电阻的值。
该方法需要使用一个电流表和一个电压表。
3.恒流法:恒流法是另一种常用的测量电阻的方法。
恒流法使用一个恒定的电流源来驱动电路,并且测量在电阻上的电压来计算电阻的值。
该方法需要使用一个电流源和一个电压表。
4.瞬态法:瞬态法是一种利用电路中的瞬态响应特征来测量电阻的方法。
在测量电阻时,通过在电路中施加一个短暂的电压或电流脉冲,然后测量电路中的响应,可以计算电阻的值。
该方法通常需要使用示波器来测量电路的瞬态响应。
5.电压比较法:电压比较法是一种通过将未知电阻与一个已知电阻连接在一起,并测量两个电阻上的电压来测量电阻的方法。
通过测量两个电阻上的电压,使用电压分压规律可以计算未知电阻的值。
这些是一些常见的特殊测量电阻的方法,每种方法都有其适用的情况和限制。
在实际应用中,可以根据具体情况选择合适的方法来测量电阻。
实验十 电桥法测电阻
电桥是一种精密的电学测量仪器,可用来测量电阻、电容、电感等电学量,并能通过这些量的测量测出某些非电学量,如温度、真空度和压力等,被广泛应用在工业生产的自动控制方面。
【实验目的】
⒈ 掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和特点。
⒉ 学会QJ19型两用直流电桥的使用。
⒊ 了解双臂电桥测低电阻的原理和特点。
【实验原理】
直流电桥主要分单臂电桥和双臂电桥。
单臂电桥又称惠斯登电桥,一般用来测量102
~106
Ω的电阻。
双臂电桥又称开尔文电桥,可用来测量10-5
~10-2
Ω范围的电阻。
实验所用的QJ19型电桥是单、双臂两用直流电桥。
⒈ 惠斯登单臂电桥的工作原理
惠斯登电桥的原理电路如图3-10-1所示,四个电阻1R 、2R 、3R 、和x R 称为电桥的四个臂,组成一个四边形ABCD ,对角D 和B 之间接检流计G 构成“桥”,用以比较“桥”两端的电位,当D 和B 两点的电位相等时,检流计G 指零,电桥达到了平衡状态。
此时有
2211R I R I =,33R I R I x x =
由于x I I =1,23I I =因此可得
32
1
R R R R X =
(3-10-1) (3-10-1)式为惠斯登电桥的平衡条件,根据1R 、2R 和3R 的大小,可以计算出待测电阻x R 的阻值,一般称1R 、2R 为比率臂,3R 为比较臂。
图 3-10-1 惠斯登电桥的原理电路图
⒉ 开尔文双臂电桥的工作原理 在惠斯登电桥电路中,存在着接触电阻和接线电阻,这对低电阻的测量将带来很大的误差。
特别是当待测电阻的阻值与接触电阻同数量级时,测量便无法进行。
在此情形下,为了获得准确的测量结果,必须采用开尔文双臂电桥进行测量。
开尔文双臂电桥的电路结构如图3-10-2所示,x R 为待测电阻,S R 为低值标准电阻,1R 、2R 、内R 和外R 均为阻值较大的电阻,Y 表示联接x R 和
S R 的接线电阻(其中包括这一接线与x R 和S R 的接触电阻)它与x R ,S R 同数量级,是引
起测量误差的重要因素,必须设法消除它的影响。
对图中以7、2、4为顶点的△形电路变换成Y 型电路后,就可把双臂电桥变成一个惠斯登电桥,根据惠斯登电桥的平衡条件,不难得到开尔文电桥的平衡方程。
)(2
1221R R R R r R R r
R R R R R S X 内外内外-++⋅+=
(3-10-2) 不难看出,如果在电桥结构上能够做到内R =外R 和1R =2R (3-10-2)式右边的第二项为零,此时平衡方程就变成如下形式:
S R R R R 1
2外=
(3-10-3)
实际上不可能完全做到内R =外R ,1R =2R ,但只要把r 值做得很小,(3-10-2)式右边的第二项便为二阶无限小量,此时就可以认为(3-10-3)式成立。
⒊ 电桥的灵敏度
(3-10-1)式和(3-10-3)式是在电桥平衡条件下推导出来的,在实验中测试者是依据检流计G 的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的。
然而,检流计的灵敏度是有限的。
例如,选用电流灵敏度为1格/1微安的检流计做为指零仪,当通过检流计的电流小于10-7
安培时,指针
图3-10-2双臂电桥的电路结构图
偏转不到0.1格,观察者难于觉察,就认为电桥已达平衡,因而带来测量误差。
对此引入电桥灵敏度的概念。
它定义为
x
x R R n
S ∆∆=
(3-10-4)
x R ∆是在电桥平衡后x R 的微小增减量,实际上是桥臂R 的增减量;n ∆是相应的检流计偏
转格数。
电桥灵敏度S 的单位是“格”。
S 越大在x R 基础上增减x R ∆能引起的检流计偏转格数就越多。
电桥越灵敏,测量误差减小。
如S =100格表示当x R 改变1%时检流计有1格的偏转。
电桥灵敏度的大小是与工作电压有关的。
在实验中,为使电桥灵敏度足够,电源电压不能过低,当然也不能过高,否则可能损坏电桥。
【实验内容】
⒈ 用两端式单臂电桥测电阻(102
~106
Ω) ⑴ 利用万用表欧姆档粗测被测电阻x R 的阻值 ⑵ 按图3-10-3连接线路
图 3-10-3 两端式单臂电桥测电阻接线图
① 将检流计接到“检流计”端钮(检流计的使用参见实验十二)。
② 稳压电源接到“电源(两)”端钮。
③ 被测电阻接到“未知电阻(两)”端钮,“标准电阻(四)”端钮用短路片连接。
⑶ 连线后检查四个按钮开关,将其松开。
经教师检查后方可打开稳压电源及灵敏电流
计的电源开关。
⑷ 根据被测电阻x R 的估计值从表3-10-1中选择1R 、2R 及电源电压值。
用S 1、S 2
两个旋钮调1R 、2R 为所选之值,调稳压电源输出为所选值。
先根据估32
1
R R R R x =算出3R 的估计值,将测量盘放置该值。
表 3-10-1
⑸ 首先将“电源(两)”按键按下并旋转卡住,接通电源。
然后按下“粗”按键,调节测量盘电阻3R 直到检流计指零;断开”粗“按键,按下”细“按钮,调3R 的后两个转盘(一般是这样)直到检流计准确指零为止,即电桥处于平衡状态。
记录1R 、2R 及3R 的值,由
32
1
R R R R x =
计算x R 值。
⑹ 若光标迅速离开标尺零刻线甚至跑出标尺外,不见踪影,应马上放开“粗”或“细”按键,断续按下“短路”键光标可以很快回到零刻线静止下来,以便继续调节3R ,为保证测量精度,标度盘至少为100Ω尽量用到1000Ω。
⑺ 电桥灵敏度的测定
对被测电阻R (≈1000Ω)时,调比例臂阻值为表3-10-2所示的各种情况下,测定电桥的相对灵敏度。
测量时,首先将电桥调至平衡态,然后改变比较臂电阻有效数字末位的读数,使检流计指针偏转n ∆=10格,记下此时R 、R ∆和n ∆的数值,按3-10-4式计算相对灵敏度S 。
表3-10-2 电桥相对灵敏度的测量
测量项目
比例臂阻值(Ω)
R 0(Ω)
△R 0(Ω)
△n (格)
0/R R n S ∆∆=
R 1=100 R 2=100 R 1=100 R 2=100 R 1=1000 R 2=1000 R 1=1000
R 2=1000
测试条件 电源电压= 伏;检流计支路电阻R L = 欧
⒉ 用四端式双臂电桥测低电阻
图 3-10-4 四端式双臂电桥测低电阻接线图
将被测低电阻及标准电阻等元件按图3-10-4接线,图中电源用稳压电源,输出电压在(2~6V )之间,P R 为滑线变阻器,S 为双刀双掷换向开关,要求跨接电阻r ≤0.001Ω。
调节滑线变阻器放在最大位置,接通双刀开关,再调节滑线变阻器,使电路中的电流为标准电阻和被测电阻所允许通过的电流数值,按表3-10-3选取1R =2R 的数值,按下“粗”按键,接通检流计。
调节测量盘使检流计指零,按下“细”按键,调测量盘,使电桥平衡,记录1R 、R 和S R 的值按S x R R R
R 1
=
计算被测电阻值。
3. 实验数据参考表格
表1 实验数据参考表格
【数据处理】
QJ19型电桥的仪器误差按下式计算
)10
(100X R C R n
+±
=∆ 式中n R 为基准值,(为了规定电桥的准确度,供各有效量程参比的一个单值,即为该量程内最大的10的整数幂);X 为标度盘示值;C 为等级指数,用百分数表示(实验用C =0.05)。
记录数据,给出测量结果。
表 3-10-3
【注意事项】
⒈ 实验结束应将复射式检流计分流器旋至“短路”档。
⒉ 松开电桥上四个按键开关。
⒊ 电桥测量应按3-10-1,3-10-3表的规定,尽可能用第I 标度盘读出被测电阻值的第一位数字,从而测得值更为准确。
【思考题】
⒈ 单臂电桥的组成有哪几部分?电桥的平衡条件是什么? ⒉ 分析下列因素是否会影响电桥测电阻的误差?
⑴ 电源电压不太稳定;⑵ 检流计没有调好零点;⑶ 检流计灵敏度不够高;⑷ 导线电阻不能完全忽略。