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單臂電橋工作原理:
3.1惠斯頓電橋(又稱單臂電橋)。QJ23型直流電阻電橋,電橋由倍率盤(比例臂)、測量盤(比較臂)、內附指零儀及電源等部分組成。
3.2測量盤(比較臂)有四組、每組以1、2、2、2、2五個電阻元件由開關組合成0~9共10個示值,四組測量盤總調節范圍為0~9999;倍率盤(比例盤)單臂電橋采用差值式,單臂電橋|單臂電橋總阻為1000Ω,由于倍率盤開關接觸電阻歸到電源回路,故對測量精度沒有影響;按鈕“B”和“G”分別用于控制橋路電源和指零儀輸入信號;按鈕按下后旋轉90º可以鎖住,再旋轉90º可以復位。
單臂電橋簡單介紹:
如上圖,電橋平衡時,檢流計所在支路電流為零,則有:
(1)流過R1和R3的電流相同(記作I1),流過R2和R4的電流相同(記作I2);
(2)B,D兩點電位相等,即UB=UD。因而有 I1R1=I2R2。
由于三個阻值已知,便可求得第四個電阻。測量時,選擇適當的電阻作為R1和R2,用一個可變電阻作為R3,令被測電阻充當R4,調節R3使電橋平衡,而且可利用高靈敏度的檢流計來測零,故用電橋測電阻比用歐姆表。電橋不平衡時,G的電流IG與R1,R2,R3,R4有關。利用這一關系也可根據IG及三個臂的電阻值求得第四個臂的阻值,因此不平衡電橋原則上也可測量電阻。在不平衡電橋中,G應從“檢流計’改稱為“電流計”,其作用不是檢查有無電流而是測量電流的大小。可見,不平衡電橋和平衡電橋的測量原理有原則上的區別。利用電橋還可測量一些非電學量。
相關實驗:
用惠斯通電橋測電阻
單臂電橋實驗目的:
1.熟悉用惠斯通電橋測電阻的原理。
2.掌握QJ19型箱式惠斯通電橋和AC15型直流復射式檢流計的使用方法。
實驗器材
QJ19型電橋、AC15型直流復射式檢流計、穩壓電源、電阻箱、導線若干。
實驗原理
惠斯通電橋是一種測量電阻的精密儀器,如圖6-1所示,為其測量原理圖。R1、R2、R、Rx為四個橋臂上的電阻,G為檢流計,E為直流電源,K為開關。單臂電橋各支路電流如圖中箭頭所示。當調節電橋使檢流計G上的電流為零時,電橋達到平衡。這時:
(6-1)
在式6-1中,如果R1、R2和R都是已知的,那么可算出待測電阻Rx。測量精度主要受檢流汁G和R1、R2及R的精度的影響。
圖6-1 惠斯通電橋原理圖
1.QJ19
單臂電橋是一種精密的電工儀器。當用作單臂電橋時,可測量10-2~166Ω的電阻;當作雙臂電橋時,可測量10-5~10-2Ω的電阻(在本實驗中只作單臂電橋使用)。
圖 6-2 QJ19型電橋面板及接線圖
圖6-2為QJ19型電橋的面板。K1~K4依次為“粗調”、“細調”、“短路”、“電源”這四個按鈕。測量時,應先按下K4并鎖住,再按下K1按鈕進行粗調,當檢流計指針指到“0”時,松開K1;zui后,按下K2進行細調,直到檢流計指針指到“0”為止。當檢流計中電流較大或晃動較大時,應按下短路按鈕K3。R1、R2為比例臂,R為讀數臂,相當于可變電阻臂,R1、R2的大小可根據待測電阻RX的估計值由表6—1設定。端鈕1~10為接線鈕,在本實驗中,1、2接檢流計;3、4直接相聯;5、6接待測電阻;7、8空著;9、10接電源。這樣連接后的線路如圖6-2所示。
2.AC15型
AC15型直流復射式檢流計又稱光點檢流計,其結構屬于電磁式。我們知道,光線射到平面鏡上后,如果鏡面轉過一微小的角度 ,則反射光線掃過的角度將是 。在線圈上附有一個小平面鏡,當微小的電流通過線圈時,在磁力矩的作用下線圈就會轉過一個很小的角度,這時一束燈光射到小平面鏡上,利用平面鏡的反射,就可以較明顯地讀出反射光線轉過的角度,從而測出微小電流強度。因此,光點檢流計的靈敏度很高。
圖6-3為AC15型直流復射式檢流計面板。J1為標盤(或刻度盤),J5為“零點調節”旋鈕,測量前須用此調零。J2為分流器旋鈕,檢流計不停地移動時,J2應置于“短路”,單臂電橋使光標盡快停止。測量時J2應從zui低靈敏度“×0.01”開始,逐步調到“×1”檔。J4為輸入端鈕,J3為電流選擇開關。AC15型檢流計可用交流220V 或直流6V兩種電源供電,本實驗只用交流220V。
圖6-3 AC15型直流復射式檢流計
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