单臂电桥测电阻时,如何正确适用电源开关和检流计开关

可以看看这个:
“电桥“是很重要的电磁学基本测量仪器之一,它主要用来测量电阻的阻值、线圈的电感量和电容器的电容及其损耗。

为了适应不同的测量目的,设计了多种不同功能的电桥。最简单的是单臂电桥,即惠斯通电桥,用来精确测量中等阻值(几十欧姆~几百千欧姆)的电阻。

惠斯通电桥的原理如图所示,图中ab、bc、cd和da四条支路分别由电阻R1(RX)、R2、R3和R4组成。称为电桥的四条桥臂。通常桥臂ab接待测电阻RX ,其余各臂电阻都是可调节的标准电阻。在bd两对角间连接检流计、开关和限流电阻RG 。在ac两对角间连接电池开

关和限流电阻RE 。当接通电键KE和KG后,各支路中均有电流流通。检流计支路起了沟通abc和adc两条支路的作用。可直接比较bd两点的电势、电桥之名由此而来。适当调节各臂的电阻值。可以使检流计的电流为零。既IG=0 。这时称电桥达到了平衡,平衡时b、d两点的电势相等。根据分压器原理可知:

平衡时 Ubc=Udc 即

整理化简后得到

由上式可知,待测电阻RX等于与R4的乘积,通常称R2、R3为比例臂,与此相应的R4为比较臂。所以电桥由四臂(测量臂、比较臂和比例臂)、检流计和电源三部分组成,与检流计串联的限流电阻RG和开关KG都是为了在调节电桥平衡时保护检流计,不使其在长时间内有较大电流通过而设置的。

在用天平称质量时已知,测得质量的精密度主要决定于天平的灵敏度,与此相似,使用电桥测量电阻时的精密度也主要取决于电桥的灵敏度。当电桥平衡时,若使比较臂R4,改变一微小量R4,电桥将偏离平衡,检流计偏转n个格,则常用如下的相对灵敏度S表示电桥灵敏度

由上式可知,如果检流计的可分辨偏转量为(取0.2~0.5格),则由电桥灵敏度引入被测量的相对误差为

则电桥的灵敏度越高(S越大),由灵敏度引入的误差越小。

实验和理论都已证明,电桥的灵敏度与下面诸因素有关:

1.与检流计的电流灵敏度Si成正比。但是Si值越大,电桥就不易稳定,平衡调节比较困难;Si值小,测量精确度低。因此选用适当灵敏度的电流计是很重要的。

2.与电源的电动势E成正比。

3.与电源的内阻rE和串联的限流电阻RE有关,增加RE可以降低电桥的灵敏度,这时寻找电桥调平衡的规律较为有利,随着平衡逐渐趋近,RE值应适当减为最小值。

4.与检流计和电源所接的位置有关,当RG >rE+RE,又R1 >R3,R2 >R4或者R1 <R3,R2 <R4,那么检流计接在bd两点比接在ac两点时的电桥灵敏度来得高,当RG R3,R2 <R4或者R1 <R3,R2 <R4的条件,那么与上述接法相反的桥路灵敏度可更高些。

5.与检流计的内阻有关,RG越小,电桥的灵敏度Sb越高,反之越低

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