调节惠斯通电桥平衡螺母调节方法 的方法有几种

电桥的平衡条件是什么?有何用途?
【预习与操作要点】
1.电桥测相关信息原理
电桥分直流电桥和交流电桥两大类。本实验所用的自搭式单臂电桥亦即惠斯通电桥,主要用于测量1~106W范围内的中值电阻。和伏安法比较,由于其不用电表,避免了电表内阻以及精度不够高等因素造成的误差,因此成为准确测量电阻的常用方法之一。
惠斯通电桥由电源、桥臂、桥路三部分组成,其原理如4-20-1所示,未知电阻Rx与另外三个已知电阻R1、R2、R3构成了电桥的四个桥臂,电桥的一个对角线AC上接直流电源E,而另一对角线BD即桥路接灵敏电流计G。改变R1、R2、R3的阻值,可以改变B、D两点之间的电位差,当R1、R2、R3的阻值被调节成某一组合时,可以使B、D之间的电位差为零,此时电流计的指针就准确地指在零位,电桥处于平衡状态此时有
将两式相比,得到
上式称为电桥平衡条件。
由电桥平衡条件可得
综上所述,利用电桥测量电阻的过程,就是调节R1、R2、R3使电桥达到平衡条件的过程,而平衡与否由电流计来判断。一旦电桥平衡,就可以根据...
【预习与操作要点】
1.电桥测相关信息原理
电桥分直流电桥和交流电桥两大类。本实验所用的自搭式单臂电桥亦即惠斯通电桥,主要用于测量1~106W范围内的中值电阻。和伏安法比较,由于其不用电表,避免了电表内阻以及精度不够高等因素造成的误差,因此成为准确测量电阻的常用方法之一。
惠斯通电桥由电源、桥臂、桥路三部分组成,其原理如4-20-1所示,未知电阻Rx与另外三个已知电阻R1、R2、R3构成了电桥的四个桥臂,电桥的一个对角线AC上接直流电源E,而另一对角线BD即桥路接灵敏电流计G。改变R1、R2、R3的阻值,可以改变B、D两点之间的电位差,当R1、R2、R3的阻值被调节成某一组合时,可以使B、D之间的电位差为零,此时电流计的指针就准确地指在零位,电桥处于平衡状态此时有
将两式相比,得到
上式称为电桥平衡条件。
由电桥平衡条件可得
综上所述,利用电桥测量电阻的过程,就是调节R1、R2、R3使电桥达到平衡条件的过程,而平衡与否由电流计来判断。一旦电桥平衡,就可以根据(3-9-3)式,求出待测电阻Rx。
在直流电桥中,R3是标准电阻箱,此臂称为比较臂,而电阻R1、R2的比值可按10的整数次方变化,通常称为电桥的比率。
在用电桥测电阻时,电桥系统的灵敏程度反映了测量的精确程度,对于等臂电桥,常用绝对电桥灵敏度,其定义为
(mm/欧姆)
它表示电桥平衡后,DRx所引起的Dd越大,电桥灵敏度S越高,所得平衡点越精确,测量误差越小。电桥灵敏度不仅与灵敏电流计有关,还与所加电压及各桥臂电阻值的大小和配置有关,灵敏电流计的灵敏度越高,电源电压越大,电桥的灵敏度越高。
2.测量应变
将电阻应变片粘贴在试件的表面,应变片内电阻丝的两端接入测量电路(电桥)。随着试件受力变形,应变片的电阻丝也获得相应的形变使电阻值发生变化。由应变片的工作原理可知,当应变沿应变片的主轴方向时,应变片的电阻变化率和试件(本实验为悬臂梁)的主应变成正比,即
式中K为应变片的灵敏系数(此值由应变片厂家给出);R是未加力时应变片阻值的初始值;DR是加力变形后应变片的电阻变化。所以只要测出应变片阻值的相对变化,便可得出被测试件的应变。本实验用平衡电桥测量应变片电阻的相对变化。实验装置及测量线路如图4-20-2和图4-20-3所示,
将被测试件一端夹持在稳固的基座上,其主体悬空,构成一悬臂梁。在悬臂梁固定端A处贴一应变片,在悬臂梁变形端B处贴一同型号同规格的应变片,在C端挂一砝码托盘以备加载。将A处的应变片作为温度补偿片R1,B处的应变片Rx作为传感器测量应变,用多体电阻箱R2、Ra和微调电阻箱Rb以及R1、Rx组成一电桥,作为微小形变测量电路。当C处加载时,悬臂梁将向下弯曲,B处产生变形,贴在B处的应变片亦发生变形,其电阻值发生变化,此电阻值的变化可通过电桥测量出来,从而测定悬臂梁B处的形变。
由电源、开关、检流计桥臂电阻组成。
楼上的已经讲解得比较清楚彻底了,如果你觉得他的语言学术性太强不便于理解,我可以再给你概括一下或是简单化的来解释一下:
绝对误差 = | 测量值 - 真实值...
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这个不是我熟悉的地区惠斯通电桥_百度百科
惠斯通电桥
惠斯通电桥(又称单臂电桥)是一种可以精确测量电阻的仪器。图3-13所示是一个通用的惠斯通电桥。电阻R1,R2,R3,R4叫做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。当G无电流通过时,称电桥达到平衡。平衡时,四个臂的阻值满足一个简单的关系,利用这一关系就可测量电阻。
惠斯通电桥定义
惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路,这四个电阻分别叫做电桥的桥臂,惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化,单片机采集可变电阻两端的电压然后处理,就可以计算出相应的物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。[1]
惠斯通电桥简介
如上图,电桥平衡时,检流计所在支路电流为零,则有:
(1)流过R1和R4的电流相同(记作I1),流过R2和R3的电流相同(记作I2);
(2)B,D两点电势相等,即
。因而有 I1R1=I2R3。
由于三个阻值已知,便可求得第四个电阻。测量时,选择适当的电阻作为R1和R2,用一个可变电阻作为R3,令被测电阻充当R4,调节R3使,而且可利用高灵敏度的检流计来测零,故用电桥测电阻比用精确。电桥不平衡时,G的电流IG与R1,R2,R3,R4有关。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值,因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。在不平衡电桥中,G应从“检流计’改称为“电流计”,其作用不是检查有无电流而是测量电流的大小。可见,不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有区别。利用电桥还可测量一些非电学量。
惠斯通电桥由来
电桥不是惠斯通发明的
在测量电阻及其它电学实验时,经常会用到一种叫惠斯通电桥的电路,很多人认为这种电桥是惠斯通发明的,其实,这是一个误会,这种电桥是由英国发明家在1833年发明的,但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻,所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥。
应用:应用在称重检测元件上等。
惠斯通电桥试验相关
用惠斯通电桥测电阻
惠斯通电桥实验目的
1.熟悉用惠斯通电桥测电阻的原理。
2.掌握QJ19型箱式惠斯通电桥和AC15型直流复射式检流计的使用方法。
惠斯通电桥实验器材
QJ19型电桥、AC15型直流复射式检流计、稳压电源、电阻箱、导线若干。
惠斯通电桥实验原理
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1R、xR可看成一分压电路;电源和电阻2R、SR可看成另一分压电路。若以C点为参考,则D点的电位DV与B点的电位BV分别为 X XDSS B RRRE VRRREV?? ??12 因电桥平B DVV?故解上面两式可得 S X RRRR?21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xR为待测电阻,则有 SXRRRR2 1 ? 。选取1R、2R简单的比例如(1?1, 惠斯通电桥原理图 (2) 电桥的灵敏度 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1R、2R所在桥臂叫做比例臂,与xR、SR相应的桥臂分别叫做测量臂和比较臂。[2]
惠斯通电桥仪器描述
QJ19型电桥是一种精密的电工仪器。当用作单臂电桥时,可测量10-2~166Ω的电阻;当作双臂电桥时,可测量10-5~10-2Ω的电阻(在本实验中只作单臂电桥使用)。
图 6-2 QJ19型电桥面板及接线图
图6-2为QJ19型电桥的面板。K1~K4依次为“粗调”、“细调”、“短路”、“电源”这四个按钮。测量时,应先按下K4并锁住,再按下K1按钮进行粗调,当检流计指针指到“0”时,松开K1;最后,按下K2进行细调,直到检流计指针指到“0”为止。当检流计中电流较大或晃动较大时,应按下短路按钮K3。R1、R2为比例臂,R为读数臂,相当于可变电阻臂,R1、R2的大小可根据待测电阻RX的估计值由表6—1设定。端钮1~10为接线钮,在本实验中,1、2接检流计;3、4直接相联;5、6接待测电阻;7、8空着;9、10接电源。这样连接后的线路如图6-2所示。
AC15型直流复射式检流计又称光点检流计,其结构属于电磁式。我们知道,光线射到平面镜上后,如果镜面转过一微小的角度 ,则反射光线扫过的角度将是 。在线圈上附有一个小平面镜,当微小的电流通过线圈时,在磁力矩的作用下线圈就会转过一个很小的角度,这时一束灯光射到小平面镜上,利用平面镜的反射,就可以较明显地读出反射光线转过的角度,从而测出微小电流强度。因此,光点检流计的灵敏度很高。
图6-3为AC15型直流复射式检流计面板。J1为标盘(或刻度盘),J5为“零点调节”旋钮,测量前须用此调零。J2为分流器旋钮,检流计不停地移动时,J2应置于“短路”,使光标尽快停止。测量时J2应从最低灵敏度“×0.01”开始,逐步调到“×1”档。J4为输入端钮,J3为电流选择开关。AC15型检流计可用交流220V 或直流6V两种电源供电,本实验只用交流220V。
图6-3 AC15型直流复射式检流计
惠斯通电桥实验步骤
1.仔细观察各仪器面板,了解各旋钮、按钮的作用,对照图6-2,熟悉整个测量电路。
2.检查电桥,按钮K1~K4应全部松开。检查检流计,后面板上电源插头应插在交流220V处,前面板J3应置于交流220V处。
3.按图6-2所示接好线路,接通稳压电源。
4.接通检流计电源,J1调到“直接”处,调J5使光点尽量靠近零点,然后调J1,使光点正好落在零点,此时J1、J5不可再动。
5.根据Rx的估计值,从表6-1上选择R1、R2及电源电压。再根据Rx的估计值由公式Rx =(R1 / R2 )R推算出R值。
6.调节R1、R2、R及电源为上面所得的各数值,按下并锁住K4。
7.检流计的J2调到“×0.01”档,按下K1(若检流计光点偏转不太大,可把K1锁住,若光点左右偏转较大,可按下K3)。调节R(应从大到小调节,即先调×100,再调×10),使光点最接近零点,松开K1。
8.依次把J2调到“×0.1”档和“×1”档,重复步骤7。
9.按下K2,调节R,使检流计的光点尽量接近零点。
10.松开K2、K4,J2调到“短路”,读出数值,并填入表6-2中。
11.改变Rx,重复步骤5~10,将各数值填入表6-2中。
12.拆除电路,按要求整理好仪器。
表6-1 比例臂及电源电压对照表
比例臂电阻 /Ω
电源电压 / V
惠斯通电桥数据
表6-2 待测电阻Rx 与R1 、 R2 及电源电压表.
估计值 /Ω
电源电压 /V
测量值 /Ω
惠斯通电桥注意事项
调节时应先粗调,再进行细调,次序不能颠倒。
惠斯通电桥思考题
1.稳压电源和检流计接入电桥时为什么不考虑正负极性?
2.调节R时,为什么应从大到小调节?
3.为什么对不同大小的待测电阻需选取不同的电源电压和相应的比例臂电阻?
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惠斯通电桥实验中若待测电阻的一个头没接,电桥是否能调平衡?为什么?
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待测电阻的一个头没接,相当于电阻无穷大,R1*R4=R2*Rx,理论上,只要R2足够小,就能平衡,实际中似乎不能平衡
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不能,如果待测电阻的一个头没接,电表是串联在电路的一条支路上,要调平衡就要使与RX串联的那只电阻无限大或另一只短路,电表都没连入电路了,这样还是电桥吗?既然不是电桥了就不存在电桥平衡问题了吧~!
调平衡后就不是电桥了 变成表与导线并联了
就构不成电桥了
扫描下载二维码关于惠斯通电桥实验的讨论--《安顺学院学报》2015年05期
关于惠斯通电桥实验的讨论
【摘要】:文章根据惠斯通电桥平衡的原理,讨论了惠斯通电桥平衡的调节方法,指出了实验中易出现的问题,分析了提高电桥灵敏度的方法,探讨了实验中产生误差的可能原因及实验注意事项。该实验的核心方法是先粗调再细调,实验中比例臂的选取是关键。
【作者单位】:
【关键词】:
【基金】:
【分类号】:TM938.4【正文快照】:
近年来,学者们对惠斯通电桥实验的相关探讨主要集中在数据计算处理、测量精度、灵敏度分析、接线情况等方面,而关于电桥平衡调节方面的阐述则较少或不够详实具体。电桥的原理很简单,教材中只简单地给出几条实验步骤,学生在做惠斯通电桥实验时,若只按原理或教材上的步骤来调节
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