直流單臂電橋習題與數(shù)據(jù)處理.doc

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直流單臂電橋 填空題 1．電橋儀器主要分為 直流電橋 和 交流電橋 兩大類。直流電橋按其結構又可分為 單臂電橋 和 雙臂電橋 。 2． 在通常溫度下，多數(shù)純金屬的電阻其阻值的大小隨溫度的變化呈 線性 關系，具有正的電阻溫度系數(shù)。利用導體材料的這種性質(zhì)，可以做成 電阻式 溫度計，把溫度的測量轉(zhuǎn)換成 電阻 的測量。 3．康銅、錳鋼等合金電阻幾乎不隨溫度變化，利用合金的這一性質(zhì)，可制成 標準電阻 。 4．用QJ24箱式電橋測電阻，選擇比率的原則是 充分利用四個讀數(shù)轉(zhuǎn)盤，使測量結果有4位有效數(shù)字 。 5．用箱式QJ24型直流單臂電橋測量一個阻值約為120歐姆的中值電阻，調(diào)節(jié)平衡后電橋示值為1215，則選擇的測量比率是 0.1 ，電阻的測量結果為 121.5Ω 。 6.用QJ24箱式電橋測電阻溫度特性，調(diào)節(jié)電橋平衡要迅速，電橋平衡時應首先讀取 溫度計 的讀數(shù)，再記錄 電橋的示值 。 思考題 ⒈ 為什么要先粗測待測電阻的阻值后再接入電橋測量？ 測量時將待測電阻接在電橋的待測臂上，將比較臂轉(zhuǎn)盤各檔數(shù)值置于待測電阻的標稱值或用萬用表粗測值的位置，并據(jù)此選擇合適的比率。以使接通電源和檢流計按鈕后，檢流計指針在量程內(nèi)接近指零，從而保護檢流計不被過電流沖擊。 ⒉ 在銅電阻的R-t曲線圖中，其截距的物理意義是什麼？ 銅電阻的R-t曲線圖中，其截距的物理意義是銅電阻處于0℃時的電阻值。 ⒊ 本實驗在某一溫度點上調(diào)節(jié)電橋平衡后,為什么要求先讀溫度后讀電橋示值？ 因為待測電阻的阻值與所處的溫度環(huán)境是動態(tài)對應的，調(diào)節(jié)電橋平衡時的電橋示值，對應于電橋平衡時的某一溫度點，此溫度點與電橋平衡時待測電阻的阻值相對應。由于實驗條件待測電阻所處的溫度環(huán)境不能達到穩(wěn)定的熱平衡，溫度的變化會使電橋隨時失衡，因此要先讀溫度后讀電橋示值。 4. 用箱式電橋測電阻，為什么比率要選擇得當？選擇比率的原則是什么？ 測量時將比較臂轉(zhuǎn)盤各檔數(shù)值置于待測電阻的標稱值或用萬用表粗測值的位置，并據(jù)此選擇合適的比率。接通電源按鈕和檢流計按鈕，依次調(diào)節(jié)比較臂轉(zhuǎn)盤，直到檢流計指零，則根據(jù)電橋平衡條件，待測電阻 R x＝比率值R。。因此比率選擇要得當，否則可能使電橋調(diào)節(jié)平衡有困難或使測量精度降低。 為使測量達到應有的精度，選擇比率的原則是能充分利用電橋的四個調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤，保證測量讀數(shù)有４位有效數(shù)字。 5.本實驗用了哪些物理實驗方法和數(shù)據(jù)處理方法? 答：本實驗中電橋是平衡法，也是比較法，還可以說是補償法，從平衡的顯示方法來看又可稱為零示法。圖中R0，R1，R2均是標準電阻，用作比較用，與被測電阻Rx組成電橋。當電路中有足夠大的電流I時，C，D兩點電位若不相等，可由靈敏電流計Ｇ顯示出來，調(diào)節(jié)R0，使靈敏電流計Ｇ指針示零，這時，C，D兩點電位相等，橋臂上電壓互相補償，也稱電橋達到平衡。數(shù)據(jù)處理可采用作圖法和最小二乘法。 6．如圖所示的電橋電路中，在電流計Ｇ上串聯(lián)一個大電阻Rg有什么作用? 在電橋為調(diào)至平衡時，C、D兩點可能有較大的電位差，在電流計Ｇ上串聯(lián)一個大電阻Rg可減小橋路上的電流，從而保護電流計免受過大電流沖擊。因此在調(diào)節(jié)電橋平衡時，應首先在電建Sg斷開的條件下，粗調(diào)電流計指零，再閉合Sg仔細調(diào)節(jié)R0，使電流計嚴格指零。 直流單臂電橋?qū)嶒灁?shù)據(jù)處理 實驗數(shù)據(jù)記錄 溫度/℃ 29.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 合金/Ω 130.7 130.7 130.7 130.7 130.7 130.7 銅/Ω 56.86 58.28 59.40 60.63 61.72 62.87 半導體/Ω 18570 14940 12580 10700 8948 7687 1. 作銅電阻的溫度特性曲線，求銅電阻的電阻溫度系數(shù) 在通常溫度下，多數(shù)純金屬的電阻其阻值的大小隨溫度的變化呈線性關系，具有正的電阻溫度系數(shù)。在圖上取點P（52.0，62.0）；P(34.0，57.6) K==0.23（/℃） R=50.25() ===0.00458/℃ =100%=100%=7.0% P1（52.0，62.0） t/℃ R/ 52.0 48.0 56.0 60.0 64.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 0.0 P2（33.0，57.6） 銅電阻的R-t曲線 2．作合金和半導體的電阻溫度特性曲線 R/ 合金的R-t曲線 130.7 t/℃ 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 康銅、錳鋼等合金電阻幾乎不隨溫度變化，利用合金的這一性質(zhì)，可制成標準電阻。 半導體的R-t曲線 t/℃ 20.0 30.0 50.0 40.0 60.0 20.0 18.0 14.0 10.0 6.0 R/K 在通常溫度下，半導體的電阻隨溫度的升高而減小，具有負的電阻溫度系數(shù)。