双臂电桥测低电阻
6页1、双臂电桥测低电阻实验简介电阻按照阻值大小可分为高电阻(100K以上)、中电阻(1100K)和低电阻(! 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0.1】,这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响,适用于10-5102门电阻的测量。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。实验原理我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R= V/1测量电阻Rx,电路图如图1所示,图2等效电路图1测量电阻的电路图考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后,等效电路图如图2所示。由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计,此时按照欧姆定律R= V/1得到的电阻是(Rx+ Rii+ Ri2)。当待测电阻Rx小于1。时,就不能忽略接触电阻Rii和Ri2对测量的影响了。因此,为了消除接触电阻对于测量结果的影响,需要将接线方式改成下图3方式,将低电阻Rx以四端接法方式连接,等效电路如图4。此时毫伏表上测
2、得电眼为 Rx的电压降,由Rx = V/1 即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D),与接于电压测量回路中称 电压接头的两端(B、C)是各自分开的,许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。根据这个结论,就发展成双臂电桥,线路图和等效电路图和图所示。标准电阻Rn电流头接触电阻为Rinl、R in2,待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rixl、R ix2,都连接到双臂电桥测量回路 的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2,待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻Ri、R 2、R3、R相串连,故其影响可忽略。由图、和图,当电桥平衡时,通过检流计G的电流Ig = 0, C和D两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)1 iR = 1 3RX + I 2R3(1)*1=1 3Rn + I 2R2解方程组得Rx=Rr*RRR3 R2 RiR3R通过联动转换开关,同时调节Ri、R 2、R3、R,使得 R = R3RlR成立,则(2)式中第二项为零,待测电Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rini、R ix2均包括在低
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