直流双臂电桥测电阻 直流双臂电桥_物理_自然科学_专业资料

直流双臂电桥实验刘金环实验序? 电阻按照阻值大小可分为高值电阻 (100KΩ以上)、中值电阻(1Ω ～100KΩ) 和低值电阻(1Ω 以下)三种? 一般说导线本身以及和接点处引起的电路 中附加电阻约为10-3Ω，这样在测低电阻 时就不能把它忽略掉。?用直流单臂电桥测量电阻时，如果被 测电阻为0.01Ω直流双臂电桥测电阻，附加电阻的影响达 到10%；如果被测电阻为0.001Ω，则 完全被附加电阻所掩盖而无法测量。? 用单臂电桥测量电阻将由于附加电阻的存 在而给测量结果带来不可忽视的影响。对 惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称 开尔文电桥)，通过四端接线的作用消除或 减小了附加电阻对测量结果的影响，适用 于10-5-102Ω电阻的测量。? 本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基 础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率。预习要点1.直流单臂电桥测低电阻遇到的困难; 2.四端钮电阻转移附加电阻的作用; 3.QJ42双臂电桥使用要点; 4.测量导体电阻率的方法。一、实验目的和学习要求? ⒈学习直流双臂电桥测低值电阻的原理和 方法。掌握测量低电阻的特殊性和采用四 端接法的必要性。? ⒉了解QJ42型直流双臂电桥的面板结构和 使用方法。

? ⒊用QJ42型直流双臂电桥测金属材料的低 电阻，求金属材料的电阻率。二、实验原理1.金属材料的电阻率? ? SRx?? 式中S为导体材料的横截面积，Rx为测得导体材 料的电阻值， l为对应于电阻Rx的导体材料的 长度。⒉ 四端钮电阻的作用? 在低电阻两端外侧再增加两个接触端钮，就成为 四端钮电阻，其中P1-P2为所要使用（或测量）的 电阻。通常称J1和J2为电流端，P1与P2为电压端， 电压端必须处在电流端之间。下面就电流表扩大 量程时分流电阻的接法说明四端钮电阻的作用。P1P2J1J2四端钮电阻ABAABAABACDCaDCDbc四端钮电阻对附加电阻的转移作用? 图a接法的分流电阻实际上包括和A、B、C、D四点 的接触电阻和AC、BD两段导线的电阻。? 图b的分流电阻仅包括和C、D两点的接触电阻；A、 B两点的接触电阻和AC、BD两段导线的电阻归入了微安表支路，而它们远小于微安表的内阻，对分 流的影响可忽略。ABAABAABACDCaDCDbc四端钮电阻对附加电阻的转移作用? 图c中A、B、C、D四点的接触电阻以及P1A、P2B两段导线的电阻都归入了微安表支路而忽略，分流 电阻的阻值就等于P1、P2之间的电阻值，该阻值 可以做得很准确，从而保证了准确分流。

?如图，附加电阻R、R’、RAx和RxG不再直接与Rx 串联。其中R’和RxG分别归入到电源和检流计回 路中，它们不影响电桥的平衡；而RAx归入桥臂 电阻RA中，RA可以取值较大，故RAx的影响可以 忽略。?由此可见，四端钮电阻的 作用是转移附加电阻相对被 测电阻的位置，从而可消除 （或减小）附加电阻对被测 电阻的影响。⒊ 直流双臂电桥的电路结构将Rx和标准电阻RN采用四端 钮电阻接入电桥消除附加电阻的 影响，就必须再加入一组桥臂电 阻Ra和Rb，把单臂电桥发展为双 臂电桥，也称凯尔文电桥。 ? 当检流计G中无电流时，RA和RB上通过的电流相等，Ra和Rb上通过的电流相等，Rx和Rn上通过的电流相等直流双臂电桥测电阻，由B点和D点的电位相等，Rx ? RA ? Ra Rn RB Rb? 此式就是直流双臂电桥的平衡条件。三、仪器介绍? QJ42型直流双臂电桥是测量 11Ω以下电阻的直流平衡电桥， 用来测量金属的导电率、电机、 变压器绕阻的直流电阻、电刷、 开关的接触电阻以及各类低值 直流电阻。仪器的总有效量程 为0.0001～11Ω。仪器使用的参考条件为：? 环境温度20±1.5℃，相对湿度40％～60％； ? 仪器内附电源３～６节１号干电池（并联使用），外接电源时，可接1.5Ｖ容量大于10hA的直流电源； ? 指零仪表电流常数为2×10-6A／格，阻尼时间小于4s。