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实验内容

费斯通电桥
2013-11-19 13:00  

实验八 惠斯顿电桥

一、实验目的

1.掌握用惠斯顿电桥测电阻的原理和方法;

2.了解电桥灵敏度的概念;

3.学习用交换测量方法消除系统误差。

二、实验仪器

惠斯顿电桥,数字检流计,直流稳压电源,电阻箱,未知电阻箱,滑线变阻器,保护开关组,单刀开关,连接线。

三、实验原理

图1为惠斯顿电桥的原理图。

图1  惠斯顿电桥原理图

四个电阻构成一个四边形,B和D之间连接检流计G,BD这条对角线就象是在ABC与ADC之间架起的一座“桥”,故称为“电桥”。四个电阻称为“桥臂”。当BD两点电位相等时,桥路中的检流计G中无电流通过时,称为电桥平衡。

此时          

即: 

文本框:

文本框:

 (1)

考虑到串联电路中 ,则有:

     (2)  即:

     (3)

(3)式中称为比率臂,显然,若已知的值,即可求出

电桥是用比较法测电阻的仪器。由(3)式表明:电桥法测电阻的特点是将未知电阻与已知电阻相比较,由检流计示零保证平衡条件成立。因而对电源的稳定度要求不高。电桥的这个特点使它成为测量电阻准确度较高的仪器。

四、实验内容

1.使用前, 应弄懂电桥原理,电桥线路的连接及线路中各元件的作用和使用方法。

2.接通数字检流计,使之在实验前预热5分钟。

3.连接线路,将断开使之为粗调状态,调滑线变阻器使R值最大。选定电桥比率(),即D在直尺的中点处(此时),按待测电阻的值来粗略估算, 并将电阻箱置于此值。

4.接通电源E,调节电源为6V左右,按下键D的同时调电阻箱使电桥基本平衡,即使检流计的读书为0或接近0。

5.再依次将保护开关打向中调,细调,将R值减小(依具体情况而定),再稍微调节一下的值,使得电桥平衡,即使检流计的读书为0或接近0。记下相应的读数

6.保持比率不变,交换的位置,在稍微调节的值,使得电桥平衡,并记下相应的读数。两次测量结果合并得:

五、思考题

1.如何正确选用比率臂?其目的何在?

2.当电桥平衡后,若互换电源和检流计的位置,电桥是否仍保持平衡,试证明之。

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