测量电桥应用的试验
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测量电桥应用的试验一、实验目的:掌握测量电桥的应用,练习各种组桥并比较测量灵敏度。
二、实验原理:通过应变片可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化,通常这种变化是很小的。
要实现测量,必须用适当的办法检测电阻值的微小变化。
为此,一般是把应变片接入某种电路,使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号。
常用的电路有三种,即电位计、惠斯登电桥和双恒流源电路。
应变电桥一般采用交流电源,因而桥臂不能看作是纯阻性的,这将使推导变得复杂,对于直流电桥和交流电桥而言,其一般规律是相同的,为了能用简单的方式说明问题,我们分析直流电桥的工作原理。
(一)直流电桥在图1-1中,设电桥各桥臂电阻分别为R 1、R 2、R 3、R 4,其中的任意一个都可以是应变片电阻。
图1-1 直流电桥电桥的A 、C 为输入端,接上电压为U AC 的直流电源,而B 、D 为输出端、输出电压为U BD ,且4411R I R I U U U AD AB BD −=−= (a )由欧姆定律知)((344211R R I R R I U AC +=+=)=固有344211R R U I R R U I ACAC +=+=, 将I 1,I 4代入(a )式经整理后得到))((43214231R R R R R R R R U U ACBD ++−= (1-1)当电桥平衡时,U BD =0。
由(1-1)式可得电桥平衡条件为4231R R R R = (1-2)设电桥四个臂的电阻R 1=R 2=R 3=R 4,均为粘贴在构件上的四个应变片,且在构件受力前电桥保持平衡,即U BD =0,在构件受力后,各应变片的电阻改变分别为△R 1、△R 2、△R 3和△R 4,电桥失去平衡,将有一个不平衡电压U BD 输出,由(1-1)式可得该输出电压为))(())(())((4433221144223311R R R R R R R R R R R R R R R R U U ADBD Δ++Δ+Δ++Δ+Δ+Δ+−Δ+Δ+=将(1-2)式代入上式,且由于△R 1«R 1,可略去高阶微量,故得到)(444332211R R R R R R R R U U AC BD Δ−Δ+Δ−Δ=根据KRR /Δ=ε,上式可写成 )(44321εεεε−+−=KU U AC BD (1-3) 上式表明:4KU AC 为一常数,由应变片感受到得)(4321εεεε−+−,通过电桥可以线性地转变为电压的变化U BD 。
电桥的原理与应用实验报告
1. 引言
•介绍电桥的定义和基本原理
•概述电桥的应用及其重要性
2. 实验目的
•理解电桥的工作原理
•学习如何使用电桥进行测量和实验
•掌握电桥在电学实验中的应用
3. 实验仪器和材料
•电桥装置
•电源
•电阻箱
•待测电阻器
•导线和连接器
4. 实验步骤
1.搭建电桥实验装置,将电源、电阻箱和待测电阻器依次连接起来。
2.调节电阻箱的电阻值,使得电桥实验装置平衡。
3.记录下平衡时电阻箱的电阻值,并计算出待测电阻器的电阻值。
4.重复步骤2和步骤3,进行多次实验,以保证结果的准确性。
5.分析实验数据,绘制相应的图表和曲线,得出结论。
5. 实验结果
•列出每一次实验测量得到的电阻值数据
•绘制电阻值变化图表
•计算平均电阻值,并计算其误差范围
6. 结论
•通过实验数据分析得出结论
•指出电桥在测量和实验中的重要性
•讨论实验中可能存在的误差来源,并提出改进方法
7. 实验总结
•总结电桥的原理和应用
•总结实验步骤和方法
•分析实验结果的准确性和可靠性
•指出改进的可能性和未来的研究方向
8. 参考文献
•列出实验中使用的相关教材、学术论文和参考文献的引用。
电桥的使用与温度的测量实验原理
电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻、电容和电感等电学元件的参数。
它基于一个平衡原理,通过调整电桥电路中的各个元件的数值来实现电桥电路的平衡,从而达到测量的目的。
温度的测量是电桥的一个重要应用之一。
传统的电桥温度测量实验主要利用热
敏电阻来进行测量。
热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而发生变化,这为温度的测量提供了依据。
在电桥中,将热敏电阻与一定的标准电阻相连接,形成一个带有测量电路的电桥。
测量温度时,首先通过调节电桥的各个元件的数值使得电桥电路保持平衡状态。
然后,通过测量标准电阻和热敏电阻两端的电压差,可以计算出热敏电阻的电阻值。
根据热敏电阻的特性曲线,可以通过该电阻值推算出温度的数值。
通常,此时会利用一组已知温度下的电桥平衡点标定数据,建立一个标定曲线,从而可以准确地测量其他温度下的电桥平衡点。
除了热敏电阻,电桥还可以用于测量温度的其他传感器,如热电偶和热电阻等。
不同的传感器类型会在电桥中采用不同的电路连接方式,但基本原理仍然是利用电桥平衡来测量传感器元件的参数。
总结起来,电桥是测量电学元件参数的重要实验工具,同时也可以用于温度的
测量。
通过调整电桥电路中的各个元件的数值,使得电桥保持平衡状态,可以准确地测量热敏电阻、热电偶等传感器的参数,从而实现温度的测量。
利用已知温度下的电桥平衡点标定数据,可以建立标定曲线,进一步提高温度测量的准确性。
直流电桥与电阻的测量实验报告直流电桥与电阻的测量实验报告引言:直流电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻的值。
在本次实验中,我们将使用直流电桥来测量不同电阻的阻值,并探究其应用于电路分析的原理与方法。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过使用直流电桥,测量不同电阻的阻值,并掌握电桥的使用方法和原理。
同时,我们还将探究电阻与电流、电压的关系,以及电阻对电路性能的影响。
二、实验仪器与材料1. 直流电源2. 直流电桥3. 不同阻值的电阻器4. 电压表5. 电流表6. 连接线等三、实验步骤1. 将直流电源的正极与电桥的A点相连,负极与电桥的B点相连。
2. 将电桥的C点与电阻器的一端相连,将电桥的D点与电阻器的另一端相连。
3. 通过调节电桥上的可变电阻,使得电桥两侧的电压差为零。
4. 记录下此时电桥上的电阻值,并计算出电阻器的阻值。
5. 更换不同阻值的电阻器,重复步骤3和4,记录并计算出各个电阻器的阻值。
四、实验结果与分析通过实验,我们得到了不同电阻器的阻值数据,并进行了分析。
实验结果表明,电桥能够准确测量电阻的阻值。
我们还发现,电阻值与电流、电压之间存在着一定的关系。
根据欧姆定律,电阻值等于电压与电流的比值,即R=V/I。
通过实验数据的计算,我们验证了这一关系。
另外,我们还观察到了电阻对电路性能的影响。
当电阻值增大时,电流减小,电压差增大。
这说明电阻对电路中的电流流动起到了阻碍作用,同时也导致了电压的分布不均匀。
因此,在电路设计和分析中,电阻的选择和使用是非常重要的。
五、实验误差与改进在实验过程中,由于电桥的精度和电阻器的质量等因素,可能会产生一定的误差。
为了减小误差,我们可以采取以下改进措施:1. 使用更精确的电桥仪器,提高测量的准确性。
2. 选择质量良好的电阻器,减小电阻器本身的误差。
3. 在实验中进行多次测量,取平均值,以提高数据的可靠性。
六、实验结论通过本次实验,我们掌握了直流电桥的使用方法和原理,并成功测量了不同电阻的阻值。
电桥法在实际测量中的应用摘要:随着电子产品渐渐盛行,在生活中的方方面面电子产品都成了不可替代的产品。
人们对电子产品的依赖也越来越深,但在一些领域对电子产品的紧密度也要求精益求精,在误差、不确定度等方面做的也有很大的改善。
在减小误差方面存在着各种测量方式。
本文站在前人的臂膀上,利用前人的理论和数据就电桥法在实际生活中的测量应用给大家系统介绍,让大家更加清晰了解电桥法的基本原理、使用方法、电桥法的数据处理。
文章主要围绕电桥法测电阻,测电容和电感,也介绍其它一些运用电桥法测量量。
在介绍这些电桥测量量中也通过一些经典实验如惠斯通电桥、开尔文电桥等···让大家直观系统的了解电桥法在实际测量中的应用。
关键字: 电桥法;数据处理;经典电桥实验原理Bridge method applied in the actualmeasurementAbstract:As electronic products gradually prevailed in all aspects of life electronic products have become an irreplaceable product. People are increasingly dependent on electronic products deep, but in some areas of electronic products also require the tightness of excellence, in terms of error, uncertainty, and so do also have greatly improved. There are various aspects to reduce the error in measurement. This paper predecessors arm standing on the use of previous theory and measurement data on the bridge in real life application system introduced to everyone, so that we more clearly understand the basic principles of bridge method, using methods bridge method data processing. The article centers around the bridge method to measure resistance, capacitance and inductance measurements, but also introduce some other method of measuring the amount of use of the bridge. Introducing the bridge by measuring the amount of these are also some of the classic experiments such as a Wheatstone bridge, Kelvin bridge and so on.Intuitive system allows everyone to understand the application of the bridge method in actual measurement.Keywords: bridge method; data processing; classic bridge Principle目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (I)第一章引言 (1)第二章常见电桥法的分类 (2)2.1电桥法介绍 (2)2.2直流电桥原理及应用 (2)2.2.1惠斯通电桥法 (3)2.2.2双臂电桥法(或开尔文电桥) (3)2.4直流电桥和交流电桥的电桥平衡分析及二者的区别 (6)2.4.1 直流电桥电桥平衡和原理分析 (6)2.4.2交流电桥平衡的分析 (6)第三章直流电桥法在实际生活中的实验 (8)3.1.1 惠斯通电桥在实际生活中的实验 (8)3.1.2惠斯通电桥 (9)3.1.3电桥的灵敏度 (10)3.1.4不确定度计算 (10)3.1.5惠斯通电桥的步骤和相关注意事项 (11)3.2开尔文电桥在实际生活中的应用 (12)3.2.1开尔文双电桥介绍 (12)3.2.2开尔文电桥和惠斯通电桥的比较 (12)3.2.3 开尔文电桥设计思想 (13)3.2.4 QJ19型单双电桥实验 (13)第四章交流电桥法在实际生活中的实验 (13)4.1电容电桥 (13)4.1.1电容电桥的热损耗 (19)4.1.2用电容电桥测量损耗较小的电容(串联电阻式) (19)4.1.3测量损耗大的电容电桥(并联式) (20)4.2电感电桥 (21)4.2.1利用电感电桥法测Q点 (21)4.2.2 测量高Q值电感的电感电桥 (22)4.2.3. 测量低Q值电感的电感电桥 (23)第五章其它几种常见电桥法在实际量中的实验 (24)5.1麦克斯韦电桥法 (24)5.2韦恩电桥法 (25)5.3海氏电桥法 (26)第六章电桥法总结与展望 (28)参考文献 (29)第一章引言在21世纪电子产品的快速发展,其中各种电子测量确保了这些电子产品的质的保障。
电桥实验报告电桥实验报告引言电桥实验是物理学中一项重要的实验,通过测量电阻的方法,可以精确地测量电阻的大小。
电桥实验广泛应用于电子工程、材料科学等领域,具有重要的实际意义。
本文将介绍电桥实验的基本原理、实验装置以及实验结果的分析。
一、电桥实验的基本原理电桥实验基于韦斯顿电桥的原理而设计。
韦斯顿电桥是由英国物理学家韦斯顿于19世纪提出的,它利用电流在电路中的分布规律来测量电阻的值。
根据基尔霍夫定律和欧姆定律,电桥实验可以通过调节电阻的比例关系,使得电桥两端电压为零,从而测量未知电阻的值。
二、实验装置电桥实验需要使用一台电桥仪器,该仪器通常由电源、电阻箱、电流计、电压计等组成。
在实验中,我们还需要准备一些标准电阻以及待测的未知电阻。
三、实验步骤1. 首先,将电桥仪器连接好,确保电源、电阻箱、电流计、电压计等都正常工作。
2. 将标准电阻依次接入电桥电路中,调节电阻箱的阻值,使得电桥两端电压为零。
3. 记录下标准电阻对应的电桥阻值。
4. 将待测的未知电阻接入电桥电路中,同样调节电阻箱的阻值,使得电桥两端电压为零。
5. 记录下未知电阻对应的电桥阻值。
四、实验结果分析通过实验步骤中的记录数据,我们可以进行电桥实验结果的分析。
首先,根据标准电阻的测量结果,我们可以绘制出电桥阻值与已知电阻之间的关系曲线。
然后,根据未知电阻的测量结果,我们可以通过插值法或者拟合曲线的方法,得到未知电阻的准确数值。
实验结果的准确性受到多种因素的影响,例如电桥仪器的精度、电源的稳定性等。
因此,在进行电桥实验时,我们需要注意实验环境的稳定性,以及仪器的校准和调试。
五、实验应用电桥实验在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。
在电子工程中,电桥实验可以用于测量电阻、电容、电感等元件的参数值,从而为电路设计和故障排除提供重要的参考。
在材料科学中,电桥实验可以用于测量材料的电阻率,从而评估材料的导电性能。
此外,电桥实验还可以用于测量溶液中物质的浓度、测量电解质的电导率等。
直流电桥的原理与应用实验简介直流电桥是一种用来测量电阻、电容、电感等的仪器,它通过平衡电桥的方法来判断被测物理量的大小。
本文将系统介绍直流电桥的原理和应用实验的方法。
原理直流电桥是基于电桥平衡原理工作的。
电桥平衡是指电桥四个电阻中电压的总和为零的状态。
当电桥平衡时,可以根据待测物理量与电桥电阻成正比的关系计算出被测量。
直流电桥主要由四个电阻、一个校准电阻、一个待测电阻和一个测量电压的表头组成。
实验步骤1.连接电路:按照电桥的原理图连接电路。
将待测电阻与校准电阻相连,并将它们连接到电桥上。
2.调节电桥:调节电桥上的调节器,使电桥平衡。
通常需要调节电桥的调节器,直到表头的示数为零。
3.测量电压:用表头测量电桥上的电压值。
记录下测量的电压值。
4.计算待测电阻:根据测量的电压值和已知的校准电阻值,通过计算公式计算出待测电阻的值。
实验注意事项•在进行实验前,检查电路连接是否正确,并确保仪器工作正常。
•在调节电桥时,应小心调节,避免粗暴操作导致电桥故障。
•在多次测量后应取测量值的平均值,以提高测量的准确度。
•实验完成后应及时断开电路,并将仪器归位。
应用领域直流电桥在实际应用中有广泛的应用,主要用于以下领域: - 电阻测量:直流电桥可以用来测量电阻,常用于电子元件的测量和电路设计中。
- 电容测量:直流电桥可以利用其平衡能力,测量电容的大小。
- 电感测量:直流电桥可根据电感与电桥电阻成反比的关系,测量电感的大小。
- 电导率测量:直流电桥可用于测试材料的电导率,用于材料的选型和应用中。
总结直流电桥是一种常用的测量仪器,通过平衡电桥的方法可以准确测量电阻、电容、电感等物理量。
在实验中需要正确连接电路、调节电桥使其平衡,并通过测量电压计算待测物理量的值。
直流电桥在电子领域、材料科学等领域的应用非常广泛,对于实验室和科研工作来说是非常重要的工具。
惠斯通电桥测实验报告惠斯通电桥测实验报告引言:在物理学中,电桥是一种常用的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
惠斯通电桥是其中最常见的一种。
本实验旨在通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并探讨电桥的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并了解电桥的工作原理和应用。
二、实验原理惠斯通电桥是由英国物理学家惠斯通于19世纪中叶发明的。
它基于电桥平衡条件,即在电桥的四个电阻中,当两个对角线上的电阻比例相等时,电桥平衡。
当电桥平衡时,通过测量电桥的电流和电压,可以计算出未知电阻的值。
三、实验步骤1. 将惠斯通电桥连接好,确保电路没有短路或开路的情况。
2. 调节电桥上的可调电阻,使电桥平衡。
这可以通过调节电阻的大小或改变电桥上其他电阻的值来实现。
3. 记录下平衡时的电流和电压值。
4. 重复上述步骤,使用不同的未知电阻进行测量。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的电流和电压值,可以计算出未知电阻的值。
根据惠斯通电桥的原理,当电桥平衡时,两个对角线上的电阻比例相等。
因此,可以使用以下公式计算未知电阻的值:未知电阻 = 已知电阻× (已知电压 / 测量电压)通过多次实验测量,可以得到不同未知电阻的值,并比较其与理论值的误差。
如果实验结果与理论值相差较小,则说明实验结果较为准确。
五、实验应用惠斯通电桥在实际应用中具有广泛的用途。
它可以用于测量电阻、电导率和电容等物理量。
在电子工程和电路设计中,电桥可以用于校准电阻器、测量电路的稳定性和精确度。
此外,电桥还可以用于检测电路中的故障和损坏部件。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了惠斯通电桥的原理和应用。
通过测量未知电阻的值,我们验证了电桥的准确性和精确度。
电桥作为一种常用的实验仪器,在物理学和工程学领域具有重要的地位和应用前景。
在今后的学习和实践中,我们将进一步探索电桥的其他应用,并不断提高实验技能和数据处理能力。
结语:惠斯通电桥是一种常见的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
一、实验目的1. 熟悉电桥的原理、特点和使用方法。
2. 掌握惠斯通电桥和双臂电桥的测量方法。
3. 学会使用电桥测量低电阻值。
二、实验原理电桥是一种测量电阻的仪器,其基本原理是利用电阻的串联和并联关系,通过调节电阻,使电桥达到平衡状态,从而实现电阻的测量。
电桥分为惠斯通电桥和双臂电桥两种,它们分别适用于不同的测量范围。
1. 惠斯通电桥:适用于测量较高电阻值,其原理是利用电阻的串联和并联关系,通过调节电阻,使电桥达到平衡状态,从而计算出待测电阻值。
2. 双臂电桥:适用于测量较低电阻值,其原理是利用电阻的串联和并联关系,通过调节电阻,使电桥达到平衡状态,从而计算出待测电阻值。
三、实验器材1. 惠斯通电桥(QJ23型)2. 双臂电桥3. 电阻箱(ZX21型两只,ZX36型一只)4. 待测电阻5. 毫伏表6. 检流计7. 电流表8. 电源9. 导线10. 研究小组实验记录表四、实验步骤1. 惠斯通电桥测量电阻(1)将待测电阻R与惠斯通电桥的R1、R2、R3、R4电阻箱相连,组成电桥电路。
(2)开启电源,调节电阻箱,使电桥达到平衡状态,即检流计指针指零。
(3)记录电阻箱的阻值,根据公式计算待测电阻值。
2. 双臂电桥测量电阻(1)将待测电阻R以四端接法连接到双臂电桥的A、B、C、D四个接点。
(2)开启电源,调节电阻箱,使电桥达到平衡状态,即检流计指针指零。
(3)记录电阻箱的阻值,根据公式计算待测电阻值。
五、实验结果与分析1. 惠斯通电桥测量结果通过惠斯通电桥测量,得到待测电阻值为R1。
2. 双臂电桥测量结果通过双臂电桥测量,得到待测电阻值为R2。
3. 结果分析对比两种电桥的测量结果,发现双臂电桥的测量结果更接近实际值,这是因为双臂电桥采用了四端接法,有效减小了接触电阻和引线电阻对测量结果的影响。
六、实验总结1. 通过本次实验,我们掌握了电桥的原理、特点和使用方法。
2. 惠斯通电桥和双臂电桥分别适用于不同范围的电阻测量,在实际应用中,应根据待测电阻的范围选择合适的电桥。
一、实验目的1. 理解并掌握电桥的基本原理和测量方法。
2. 熟悉不同类型电桥(如惠斯通电桥、双臂电桥、交流电桥)的特性和应用。
3. 学习如何通过调节电桥参数来达到平衡状态,并利用电桥测量电阻、电容和电感等参数。
4. 分析实验数据,评估电桥的测量精度和误差来源。
二、实验原理电桥是一种测量电阻、电容和电感等参数的电路。
它由四个桥臂组成,通过调节桥臂参数使电桥达到平衡状态,从而实现参数的测量。
1. 惠斯通电桥:由四个电阻组成,用于测量未知电阻值。
当电桥平衡时,电桥对角线上的电位相等,通过测量已知电阻和未知电阻的比值,可以计算出未知电阻的值。
2. 双臂电桥:由四个电阻和一个电流源组成,用于测量低电阻值。
通过采用四端接法,可以消除接触电阻的影响,提高测量精度。
3. 交流电桥:由电阻、电容和电感等元件组成,用于测量电容、电感和品质因数等参数。
通过调节电桥参数,使电桥达到平衡状态,可以计算出待测元件的参数。
三、实验仪器与设备1. 惠斯通电桥实验仪2. 双臂电桥实验仪3. 交流电桥实验仪4. 待测电阻、电容和电感5. 检流计6. 交流电源7. 导线8. 计算器四、实验内容与步骤1. 惠斯通电桥实验:(1) 按照电路图连接惠斯通电桥实验仪。
(2) 调节已知电阻和未知电阻的比值,使电桥达到平衡状态。
(3) 记录已知电阻和未知电阻的值,计算未知电阻的测量结果。
2. 双臂电桥实验:(1) 按照电路图连接双臂电桥实验仪。
(2) 调节已知电阻和未知电阻的比值,使电桥达到平衡状态。
(3) 记录已知电阻和未知电阻的值,计算未知电阻的测量结果。
3. 交流电桥实验:(1) 按照电路图连接交流电桥实验仪。
(2) 调节电桥参数,使电桥达到平衡状态。
(3) 记录待测元件的参数,计算电容、电感和品质因数的测量结果。
五、实验数据与处理1. 记录实验数据,包括已知电阻、未知电阻、电容、电感等参数的测量值。
2. 分析实验数据,计算测量结果的平均值和标准偏差。
直流电桥及其应用实验报告实验名称:直流电桥及其应用实验目的:1. 了解直流电桥的工作原理和基本结构。
2. 掌握直流电桥的调零和调量方法。
3. 学习直流电桥在电阻、电容、电感测量等方面的应用。
4. 熟悉实验仪器的使用方法和实验数据的处理。
仪器与材料:1. 直流电桥装置2. 直流电源3. 标准电阻箱4. 调谐转换器5. 微安表6. 电容箱7. 电感箱8. 万用电表9. 接线板、导线等实验原理:直流电桥是一种通过比较电阻、电容或电感的方法来测量未知电阻、电容或电感的电器测量仪表。
其基本结构包括四个电阻组成的电桥臂、未知元件和标准元件分别连接两臂的中点,以及调谐装置和微安表。
当电桥臂两侧电位相等时,电桥平衡,微安表指针指向零点。
在电桥平衡时,根据电桥的平衡条件,可以推导出未知元件的阻值、容值或感值。
实验步骤:1. 连接电路:根据实验电路图,将直流电源,直流电桥装置和微安表等仪器依次连接起来。
2. 调零:将调谐转换器置于零点位置,调节标准电阻箱滑片和量程切换开关,使微安表的指针指向零点。
3. 调量:根据需要测量的未知元件,调节标准元件的阻值、容值或感值,使微安表的指针指向零点,记录标准元件的数值。
4. 测量未知元件:将未知元件和标准元件依次连接到电桥臂,并调节调谐转换器、标准元件和未知元件的数值,使微安表的指针指向零点,记录未知元件的数值。
5. 数据处理:根据实验数据,运用电桥平衡条件,计算出未知元件的阻值、容值或感值。
实验结果:根据实验数据及计算结果,得到未知元件的阻值、容值或感值,并分析其准确性和误差来源。
实验结论:通过直流电桥的实验,可以准确地测量未知电阻、电容或电感的数值,并了解其在电路测量中的应用。
讨论及改进:在实验中,应注意调谐装置的调节和微安表的精确度,以提高实验结果的准确性。
同时,可以尝试使用其他类型的电桥,比如交流电桥,来进行更深入的研究。
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。
惠斯通电桥实验的原理及应用引言在物理学中,惠斯通电桥实验是一种用来测量电阻、寻找未知电阻以及检查电阻特性的实验方法。
该实验基于物理学家塞缪尔惠斯通于1843年发明的电桥,因此得名。
本文将介绍惠斯通电桥实验的基本原理以及现实生活中的应用。
我们将首先阐述实验的原理,然后探讨实验在不同领域的应用。
一、原理惠斯通电桥实验的原理基于电桥的平衡条件,即当桥路中的电流达到平衡时,通过不同的电阻测量和调节,可以计算出未知电阻的值。
1. 电桥的结构惠斯通电桥由四个电阻均匀的分支组成,通常分别用A、B、C、D表示。
A和B为已知电阻,C为未知电阻,D为可变电阻。
四个电阻分别构成了一个平衡的桥路。
2. 平衡条件当电桥达到平衡时,桥路上的电压差为零。
这意味着,在平衡条件下,桥路中的电流分布是均匀的,每个电阻上的电压降相等。
3. 计算未知电阻的值根据平衡条件,可以通过测量其他已知电阻的值,来计算未知电阻的值。
具体的计算公式根据实际电桥的结构和电流分布情况而异。
二、应用惠斯通电桥实验在现实生活中有许多应用,下面我们将介绍其中几个常见的应用领域。
1. 电阻测量惠斯通电桥实验被广泛应用于电阻的测量。
通过调节可变电阻,当电桥达到平衡时,可以计算未知电阻的值。
这在工程领域,特别是电子电路设计中非常重要。
2. 寻找未知电阻惠斯通电桥实验也可以用于寻找未知电阻。
通过实验中多次调节桥路达到平衡,可以逐步逼近未知电阻的准确值。
3. 电阻特性检查电阻的特性非常重要,包括电阻值、温度特性和频率特性等。
惠斯通电桥实验可以用于检查和测量电阻的这些特性,帮助工程师和科学家了解电阻的性能。
4. 传感器的校准许多传感器的工作原理涉及电阻的变化。
通过使用惠斯通电桥实验,可以校准传感器并确定其输出与电阻之间的关系,从而提高传感器的准确性和可靠性。
5. 生物学实验惠斯通电桥实验在生物学研究中也有应用。
例如,可以使用电桥来测量细胞的电阻或电导率,从而研究细胞的生物电活动。
竭诚为您提供优质文档/双击可除直流电桥及其应用实验报告篇一:惠斯通电桥实验报告阜阳师范学院大学物理实验报告学号姓名实验日期教师签字成绩【实验名称】惠斯通电桥测电阻【实验目的】(1)掌握惠斯通电桥的基本原理。
(2)学会自组惠斯通电桥测电阻,掌握QJ23型箱式电桥的使用方法。
(3)了解直流电桥的灵敏度及影响它的因素,平衡电桥测量电阻的误差来源。
【实验仪器】Zx21电阻箱、检流计(或数字电压表)、QJ23型箱式电桥、滑线变阻器、待测电阻、保护电阻、直流稳压电源、导线、开关等。
【实验原理】(1)惠斯通电桥原理惠斯通电桥就是一种直流单臂电桥,适用于测中值电阻,其原理电路如图7-4所示。
若调节电阻到合适阻值时,可使检流计g中无电流流过,即b、D两点的电位相等,这时称为“电桥平衡”。
电桥平衡,检流计中无电流通过,相当于无bD这一支路,故电源e与电阻R1、Rx可看成一分压电路;电源和电阻R2、Rs可看成另一分压电路。
若以c点为参考,则D点的电位VD与b点的电位Vb分别为Vb?eR?2RRsVD?eRRxs1?Rx因电桥平Vb?VD故解上面两式可得R1RxR?2Rs上式叫做电桥的平衡条件,它说明电桥平衡时,四个臂的阻值间成比例关系。
如果RRR1x?Rx为待测电阻,则有Rs2。
选取R1、R2简单的比例如(1?1,1?10,10?1等)并固定不变,然后调节Rs使电桥达到平衡。
故常将R1、R2所在桥臂叫做比例臂,与Rx、Rs相应的桥臂分别叫做测量臂和比较臂。
惠斯通电桥原理图(2)电桥的灵敏度s??n电桥的灵敏程度定义:?RsRs灵敏度s越大,对电桥平衡的判断就越容易,测量结果也越准确。
s的表达式s??n?n??R???I?sR??ss?Ig?g??RsRs??s?12s?es1?R?Re?Rg?1?R2?Rs?Rx1?R??R?g?2Rx2?R1R?Rs R?e?xR2?2?R1R?Rs??2Rx??(3)电桥的测量误差电桥的测量误差其来源主要有两方面,一是标准量具引入的误差,二是电桥灵敏度引入的误差。
电桥法在实际测量中的应用摘要:随着电子产品渐渐盛行,在生活中的方方面面电子产品都成了不可替代的产品。
人们对电子产品的依赖也越来越深,但在一些领域对电子产品的紧密度也要求精益求精,在误差、不确定度等方面做的也有很大的改善。
在减小误差方面存在着各种测量方式。
本文站在前人的臂膀上,利用前人的理论和数据就电桥法在实际生活中的测量应用给大家系统介绍,让大家更加清晰了解电桥法的基本原理、使用方法、电桥法的数据处理。
文章主要围绕电桥法测电阻,测电容和电感,也介绍其它一些运用电桥法测量量。
在介绍这些电桥测量量中也通过一些经典实验如惠斯通电桥、开尔文电桥等···让大家直观系统的了解电桥法在实际测量中的应用。
关键字: 电桥法;数据处理;经典电桥实验原理Bridge method applied in the actualmeasurementAbstract:As electronic products gradually prevailed in all aspects of life electronic products have become an irreplaceable product. People are increasingly dependent on electronic products deep, but in some areas of electronic products also require the tightness of excellence, in terms of error, uncertainty, and so do also have greatly improved. There are various aspects to reduce the error in measurement. This paper predecessors arm standing on the use of previous theory and measurement data on the bridge in real life application system introduced to everyone, so that we more clearly understand the basic principles of bridge method, using methods bridge method data processing. The article centers around the bridge method to measure resistance, capacitance and inductance measurements, but also introduce some other method of measuring the amount of use of the bridge. Introducing the bridge by measuring the amount of these are also some of the classic experiments such as a Wheatstone bridge, Kelvin bridge and so on.Intuitive system allows everyone to understand the application of the bridge method in actual measurement.Keywords: bridge method; data processing; classic bridge Principle目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (I)第一章引言 (1)第二章常见电桥法的分类 (2)2.1电桥法介绍 (2)2.2直流电桥原理及应用 (2)2.2.1惠斯通电桥法 (3)2.2.2双臂电桥法(或开尔文电桥) (3)2.4直流电桥和交流电桥的电桥平衡分析及二者的区别 (6)2.4.1 直流电桥电桥平衡和原理分析 (6)2.4.2交流电桥平衡的分析 (6)第三章直流电桥法在实际生活中的实验 (8)3.1.1 惠斯通电桥在实际生活中的实验 (8)3.1.2惠斯通电桥 (9)3.1.3电桥的灵敏度 (10)3.1.4不确定度计算 (10)3.1.5惠斯通电桥的步骤和相关注意事项 (11)3.2开尔文电桥在实际生活中的应用 (12)3.2.1开尔文双电桥介绍 (12)3.2.2开尔文电桥和惠斯通电桥的比较 (12)3.2.3 开尔文电桥设计思想 (13)3.2.4 QJ19型单双电桥实验 (13)第四章交流电桥法在实际生活中的实验 (13)4.1电容电桥 (13)4.1.1电容电桥的热损耗 (19)4.1.2用电容电桥测量损耗较小的电容(串联电阻式) (19)4.1.3测量损耗大的电容电桥(并联式) (20)4.2电感电桥 (21)4.2.1利用电感电桥法测Q点 (21)4.2.2 测量高Q值电感的电感电桥 (22)4.2.3. 测量低Q值电感的电感电桥 (23)第五章其它几种常见电桥法在实际量中的实验 (24)5.1麦克斯韦电桥法 (24)5.2韦恩电桥法 (25)5.3海氏电桥法 (26)第六章电桥法总结与展望 (28)参考文献 (29)第一章引言在21世纪电子产品的快速发展,其中各种电子测量确保了这些电子产品的质的保障。
电桥实验报告导言:电桥实验是一种常用的电路实验方法,通过改变电路中的电阻和电势差,来测量电路中的电流。
本报告旨在介绍电桥实验的原理和步骤,并探讨其在科学研究和工程应用中的重要性。
一、电桥实验的原理电桥实验基于麦克斯韦方程组和欧姆定律的基础上,利用电阻和电流之间的关系来测量未知电阻的电流。
电桥是由两个并联的电路组成的,其中包含一个已知电阻的支路和一个未知电阻的支路。
通过调整电桥中的电阻,使得两个并联电路的电位差相等,从而达到电流平衡。
当达到电流平衡时,可以利用电桥中的电阻信息来计算未知电阻的数值。
二、电桥实验的步骤1. 连接电路:将电桥实验所需的电源、电阻和电流表等器材连接好。
2. 调节电位差:通过调节电桥中的电阻来使得电流平衡,即电桥中各支路的电位差相等。
3. 测量电流:利用电流表来测量电桥中的电流数值。
4. 计算未知电阻:根据电流的测量值和已知电阻的数值,进行数学运算得出未知电阻的数值。
三、电桥实验的重要性1. 科学研究中的应用:电桥实验在物理学、电子学、材料学等学科中有重要的应用。
比如,在物理学中,通过电桥实验可以测量电阻的数值,从而在研究电流、电势差和电阻等物理现象的过程中提供了准确的数据支持。
在材料学中,通过电桥实验可以测试不同材料的电阻性质,从而研究材料的导电性质和特性。
2. 工程应用中的重要性:电桥实验在工程领域中具有重要的应用价值。
比如,在电力系统中,可以利用电桥实验来测量电阻和电路中的电流大小,从而评估电路的稳定性和安全性。
在电子工程中,电桥实验可以用来校准仪器、测试电路的健康状况等。
结论:电桥实验是一种有效的测量电流和电阻的方法,通过改变电路中的电阻和电势差,来达到电流平衡的状态,并通过测量电流的数值来计算未知电阻。
电桥实验在科学研究和工程应用中都具有重要的作用,为我们深入了解电流、电势差和电阻等物理现象提供了可靠的数据支持。
惠斯通电桥实验报告惠斯通电桥实验报告引言:电学是一门研究电荷和电流行为的科学,而在电学中,电桥是一种常用的实验装置。
惠斯通电桥是由英国物理学家惠斯通发明的,它可以用来测量电阻的值。
本次实验旨在通过惠斯通电桥来测量未知电阻的数值,并探究电桥的原理和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是:1. 熟悉惠斯通电桥的结构和工作原理;2. 学会使用惠斯通电桥测量未知电阻的方法;3. 探究电桥在电阻测量中的应用。
二、实验装置和材料本次实验所用的装置和材料包括:1. 惠斯通电桥实验装置:包括电桥主体、电源、电阻箱等;2. 未知电阻样品;3. 电压表和安培表;4. 连接线等。
三、实验步骤1. 将惠斯通电桥实验装置搭建好,并连接电源;2. 调节电桥的平衡,使电桥两侧电压差为零;3. 将未知电阻样品接入电桥中,观察电桥平衡状态;4. 通过调节电阻箱,使电桥再次平衡,记录下此时电阻箱的阻值;5. 重复步骤3和4,使用不同的未知电阻样品进行测量。
四、实验结果和分析根据实验步骤中记录的数据,我们可以得到一组电阻测量结果。
通过计算这些结果,我们可以得到未知电阻样品的数值。
在进行实验时,我们发现当电桥平衡时,电桥两侧的电压差为零。
这是因为在平衡状态下,电桥两个支路中的电流相等,电桥的两个支路中的电阻比例也相等。
通过调节电阻箱的阻值,我们可以使电桥再次平衡,从而测量出未知电阻的数值。
在实验过程中,我们还发现电桥的平衡状态受到环境因素的影响。
例如,温度的变化、连接线的接触不良等都会导致电桥的平衡状态发生偏移。
因此,在实验中要注意这些因素,并进行相应的修正。
五、实验总结通过本次实验,我们对惠斯通电桥的结构和工作原理有了更深入的了解,并学会了使用电桥测量未知电阻的方法。
我们还发现电桥在电阻测量中具有重要的应用价值,可以帮助我们准确地测量电阻的数值。
然而,本次实验也存在一些问题和不足之处。
例如,实验过程中环境因素的干扰会影响测量结果的准确性,需要进一步改进实验条件。
测量电桥应用的试验一、实验目的:掌握测量电桥的应用,练习各种组桥并比较测量灵敏度。
二、实验原理:通过应变片可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化,通常这种变化是很小的。
要实现测量,必须用适当的办法检测电阻值的微小变化。
为此,一般是把应变片接入某种电路,使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号。
常用的电路有三种,即电位计、惠斯登电桥和双恒流源电路。
应变电桥一般采用交流电源,因而桥臂不能看作是纯阻性的,这将使推导变得复杂,对于直流电桥和交流电桥而言,其一般规律是相同的,为了能用简单的方式说明问题,我们分析直流电桥的工作原理。
(一)直流电桥在图1-1中,设电桥各桥臂电阻分别为R 1、R 2、R 3、R 4,其中的任意一个都可以是应变片电阻。
图1-1 直流电桥电桥的A 、C 为输入端,接上电压为U AC 的直流电源,而B 、D 为输出端、输出电压为U BD ,且4411R I R I U U U AD AB BD −=−= (a )由欧姆定律知)((344211R R I R R I U AC +=+=)=固有344211R R U I R R U I ACAC +=+=, 将I 1,I 4代入(a )式经整理后得到))((43214231R R R R R R R R U U ACBD ++−= (1-1)当电桥平衡时,U BD =0。
由(1-1)式可得电桥平衡条件为4231R R R R = (1-2)设电桥四个臂的电阻R 1=R 2=R 3=R 4,均为粘贴在构件上的四个应变片,且在构件受力前电桥保持平衡,即U BD =0,在构件受力后,各应变片的电阻改变分别为△R 1、△R 2、△R 3和△R 4,电桥失去平衡,将有一个不平衡电压U BD 输出,由(1-1)式可得该输出电压为))(())(())((4433221144223311R R R R R R R R R R R R R R R R U U ADBD Δ++Δ+Δ++Δ+Δ+Δ+−Δ+Δ+=将(1-2)式代入上式,且由于△R 1«R 1,可略去高阶微量,故得到)(444332211R R R R R R R R U U AC BD Δ−Δ+Δ−Δ=根据KRR /Δ=ε,上式可写成 )(44321εεεε−+−=KU U AC BD (1-3) 上式表明:4KU AC 为一常数,由应变片感受到得)(4321εεεε−+−,通过电桥可以线性地转变为电压的变化U BD 。
只要对这个电压的变化量按应变进行标定,就可用仪表指示出所测量的)(4321εεεε−+−,即4321εεεεε−+−=仪 (1-4)如果桥臂上只有AB 间接应变片,即仅R 1有一增量△R 感受应变ε1,则由式(1-2)和式(1-3)得到输出电压为11144εK U R R U U ACAC BD =Δ=(1-5)上式表明,与桥臂上四个电阻均为应变片时得到的应变相似,也可读出此时所测量的应变,即1εε=仪 (1-6)(二)温度补偿粘贴在构件上的应变片,其电阻值一方面随构件变形而变化,另一方面,当环境温度变化时,应变片丝栅的电阻值也随温度改变而变化。
同时,由于应变片的线膨胀系数与构件的线膨胀系数不同、也将引起应变片电阻值发生变化。
这种因环境温度变化引起的应变片电阻值变化,其数量级与应变引起的电阻变化相当。
这两部分电阻变化同时存在,使得测得的应变值中包含了温度变化的影响而引起的虚假应变,会带来很大误差,不能真实反映构件因受力引起的应变,因此,在测量中必须消除温度变化的影响。
消除温度影响的措施是温度补偿。
一般温度补偿的方法是采用桥路补偿法,它是利用电桥特性来进行补偿的。
桥路补偿法可分为以下两种:1.补偿块法以图1-2所示为例,把粘贴在受力构件上的应变片称为工作片R 1,以相同阻值的应变片贴在材料和温度都与构件相同的补偿块上、作为R 2称为补偿片,R 3、R 4为仪器内部的标准电阻。
此时由工作片得到的应变为t P εεε+=11,其中ε1P是载荷引起的应变,εt 是温度变化引起的应变。
而补偿片不受力只有温度应变,并且因材料和温度都与构件相同,产生的温度应变也应与构件一样,即ε2=εt 。
以R 3、R 4组成的半桥不感受应变。
故有ε3=ε4=0,它们产生的温度影响在公式(1-3)中相互抵消,于是由公式(1-4)可得p t t p d 114321εεεεεεεεε=−+−+−==由此可见在应变读数εd 中已消除了温度影响。
图1-2 单臂温度补偿2.工作片补偿片如图1-3所示,这种方法不需要专门的补偿块和补偿片,而是在同一受力构件上粘贴应变片R 1和R 2,分别贴在悬臂梁的受拉区和受压区,并按半桥接线。
图1-3 双臂温度补偿R 3、R 4为仪器内的标准电阻、构成另一半桥。
R 1和R 2应变值分别是:t p εεε−11=,t p εεε+−22=,由悬臂梁同一截面其应变等值异号可将R 2产生的应变写成t p t p εεεεε+−=+−122=。
R 3、R 4组成的半桥不感受应变,同理可得:ε3=ε4=0,温度影响相互抵消,于是将以上各应变量代入公式(1-4),得)(1121t p t p d εεεεεεε+−−+−==p t p t p 1112εεεεε=−++=由此可见温度应变也自动消除。
当采用全桥测量时,电桥四个桥臂都是工作片,由于它们处在相同的温度条件下,相互抵消了温度的影响。
其计算公式见(1-3)式或(1-4)式。
在此不重复阐述。
(三)应变片在电桥中的连接方法应变片在测量电桥中有各种接法。
实际测试中,常利用电桥基本特性而采用不同的接线方法,来达到以下目的:实现温度补偿;从复杂的变形中测出所需要的应变分量;扩大应变读数;减少测量误差;提高测量灵敏度。
测量电桥的各桥臂电阻可以全部是或部分是应变片,测试中常采用以下几种接线方法:1.半桥接线法若在测量电桥中的AB 和BC 臂上接应变片,而另外两臂CD 和DA 接应变片内部的固定电阻R ,则称为半桥接线法,如图1-4所示。
图1-4 半桥接线法由于CD 和DA 桥臂间接固定电阻,不感受应变,即应变为零。
按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为21εεε+=d (1-7)实际测量时,又可分为以下两种情况:(1)半桥单臂测量 在电桥的两个桥臂AB 和BC 上,R 1为感受应变的工作片,R 2为温度补偿片。
一般都可以用这种方法来测量构件某一点处的应变值,按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为实=εεd (1-8)(2)半桥双臂测量 在电桥的两个桥臂AB 和BC 上均接感受应变的工作片。
若测量时R 1、R 2两个应变片的温度环境相同,应变大小相等,而符号相反,即可采用该方法。
它既可提高测量灵敏度,又可使温度应变相互补偿。
按公式(1-4)可得到应变仪的读数应变为)(2121εεεεε−−=−=d 实ε2= (1-9)2.全桥接线法在测量电桥的四个桥臂上全部都接感受应变的工作片,称为全桥接线法,如图1-5所示。
图1-5 全桥接线法此时应变仪的读数应变由公式(1-4)即可得出4321εεεεε−+−=d (1-10)实际测量时,又可分为以下两种情况:(1)全桥测量 电桥的四个桥臂上都接感受应变的工作片,且4321R R R R ===,此时,温度应变可以相互补偿。
若在构件的受拉区粘贴R 1、R 3产生拉应变,在受压区粘贴R 2、R 4产生压应变,即负值。
由上式可得到)()(4321εεεεε−−+−−=d 实ε4= (1-11)显而易见,采用该法,测读数为实ε的4倍,灵敏度比只用一个工作片R 1明显地提高了。
(2)两对臂测量 电桥相对两臂接感受应变的工作片,另相对两臂接温度补偿片,构成全桥即R 1、R 3为相对应的工作片;R 2、R 4为相对应的温度补偿片。
这时四个桥臂的应变片都处于相同的温度条件下,相互抵消了温度的影响,同理,应变仪的读数应变由公式(1-2)可得31εεε+=d 实ε2= (1-12)(3)串联和并联接线法在应变测量中若采用多个应变片时,可将应变片串联或并联起来接入测量电桥,如图1-6所示。
分别为串联半桥接线和并联半桥接线。
图1-6串联和并联接线法由力学和电学知识很容易看出,串联和并联接线都不会增加读数应变。
但是串联后使桥臂电阻增大,因此在限定电流时,可以提高供桥电压,相应地便可以增加输出。
并联后则使桥臂电阻减小,因而输出电流相应提高,这对于直接采用电流表或记录仪器是比较有利的。
(四)动静态多通道测试系统中应变仪的操作方法1.图1-7为动静态多通道测试系统的应变仪面板连接示意图,CH1---CH11(CH6除外)为应变测试通道,CH6为公共补偿接线端。
桥路连接的方式为:全桥、半桥、1/4桥。
全桥方式:在接线排上AB ,BC,CD,DA之间接测试应变片(B`和D`悬空)。
半桥方式:在接线排上AB,BC之间接半桥应变片(B`、D和D`悬空)。
1/4桥方式:将接线排CH6 上CD之间接上补偿应变片(其它接线头悬空)。
在测试通道的接线排上将BB`,DD`用短接片短接,在BC之间接测试应变片(A悬空)。
C接点为应变片公共接点。
2.前面板上有载荷,位移通道接头和开关,见图1-8。
3.在连接好电路后,使仪器先预热5至10分钟左右,避免长时间连续使用。
4.在连接桥路时,将仪器断电。
图1-7 应变仪接线面板示意图三、实验方法按下图连接各种桥路,比较各种测量电桥的测量灵敏度。
(a) (b) (c)四、测试报告1.电桥测量读数理论值单片电桥连接,按图(a)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=εd=2ε半桥连接,按图(b)所示接入应变仪电桥,应变读数εd 全桥连接,按图(c)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=4εd=2ε并联连接,按图(d)所示接入应变仪电桥,应变读数εd 串联连接,按图(e)所示接入应变仪电桥,应变读数ε=2εd2.实验数据。