清 华 大 学 实 验 报 告 系别:机械工程系 班号:72 班 姓名:车德梦 (同组姓名: ) 作实验日期 2008 年 11 月 5 日 教师评定: 实验 3
3 直流电桥测电阻 一、实验目的 (1)了解单电桥测电阻的原理,初步掌握直流单电桥的使用方法; (2)单电桥测量铜丝的电阻温度系数,学习用作图法和直线拟合法处理数据; (3)了解双电桥测量低电阻的原理,初步掌握双电桥的使用方法
(4)数字温度计的组装方法及其原理
二、实验原理 1
惠斯通电桥测电阻 惠斯通电桥(单电桥)是最常用的直流电桥,如图是它的电路原理图
图中1R 、2R 和 R 是已知阻值的标准电阻,它们和被测电阻xR 连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂
对角 A 和 C 之间接电源 E;对角 B 和 D 之间接有检流计 G,它像桥一样
若调节 R 使检流计中电流为零,桥两端的 B 点和 D 点点位相等,电桥达到平衡,这时可得 xRIRI21, 1122I RI R 两式相除可得 RRRRx12 只要检流计足够灵敏,等式就能相当好地成立,被测电阻值xR 可以仅从三个标准电阻的值来求得,而与电源电压无关
这一过程相当于把xR 和标准电阻相比较,因而测量的准确度较高
单电桥的实际线路如图所示: 将2R 和1R 做成比值为C 的比率臂,则被测电阻为 CRRx 其中12 RRC ,共分7 个档,0
001~1000,R为测量臂,由4个十进位的电阻盘组成
图中电阻单位为
铜丝电阻温度系数 任何物体的电阻都与温度有关,多数金属的电阻随文的升高而增大,有如下关系式: )1(0tRRRt 式中tR 、0R 分别是t、0℃时金属丝的电阻值;R 是电阻温度系数,单位是(℃-1)
严格地说,R 一般与温度有关,但对本实验所用的纯铜丝材料来说,在-50℃~100℃的范围内R