直流單臂電橋習(xí)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(jié)構(gòu)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(guān)系，具有正的電阻溫度系數(shù)。利用導(dǎo)體材料的這種性質(zhì)，可以做成 電阻式 溫度計(jì)，把溫度的測(cè)量轉(zhuǎn)換成 電阻 的測(cè)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(biāo)準(zhǔn)電阻 。 4．用QJ24箱式電橋測(cè)電阻，選擇比率的原則是 充分利用四個(gè)讀數(shù)轉(zhuǎn)盤，使測(cè)量結(jié)果有4位有效數(shù)字 。 5．用箱式QJ24型直流單臂電橋測(cè)量一個(gè)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(cè)量比率是 0.1 ，電阻的測(cè)量結(jié)果為 121.5Ω 。 6.用QJ24箱式電橋測(cè)電阻溫度特性，調(diào)節(jié)電橋平衡要迅速，電橋平衡時(shí)應(yīng)首先讀取 溫度計(jì) 的讀數(shù)，再記錄 電橋的示值 。 思考題 ⒈ 為什么要先粗測(cè)待測(cè)電阻的阻值后再接入電橋測(cè)量？ 測(cè)量時(shí)將待測(cè)電阻接在電橋的待測(cè)臂上，將比較臂轉(zhuǎn)盤各檔數(shù)值置于待測(cè)電阻的標(biāo)稱值或用萬用表粗測(cè)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(jì)按鈕后，檢流計(jì)指針在量程內(nèi)接近指零，從而保護(hù)檢流計(jì)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(shí)的電阻值。 ⒊ 本實(shí)驗(yàn)在某一溫度點(diǎn)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?yàn)榇郎y(cè)電阻的阻值與所處的溫度環(huán)境是動(dòng)態(tài)對(duì)應(yīng)的，調(diào)節(jié)電橋平衡時(shí)的電橋示值，對(duì)應(yīng)于電橋平衡時(shí)的某一溫度點(diǎn)，此溫度點(diǎn)與電橋平衡時(shí)待測(cè)電阻的阻值相對(duì)應(yīng)。由于實(shí)驗(yàn)條件待測(cè)電阻所處的溫度環(huán)境不能達(dá)到穩(wěn)定的熱平衡，溫度的變化會(huì)使電橋隨時(shí)失衡，因此要先讀溫度后讀電橋示值。 4. 用箱式電橋測(cè)電阻，為什么比率要選擇得當(dāng)？選擇比率的原則是什么？ 測(cè)量時(shí)將比較臂轉(zhuǎn)盤各檔數(shù)值置于待測(cè)電阻的標(biāo)稱值或用萬用表粗測(cè)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(jì)按鈕，依次調(diào)節(jié)比較臂轉(zhuǎn)盤，直到檢流計(jì)指零，則根據(jù)電橋平衡條件，待測(cè)電阻 R x＝比率值R。。因此比率選擇要得當(dāng)，否則可能使電橋調(diào)節(jié)平衡有困難或使測(cè)量精度降低。 為使測(cè)量達(dá)到應(yīng)有的精度，選擇比率的原則是能充分利用電橋的四個(gè)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤，保證測(cè)量讀數(shù)有４位有效數(shù)字。 5.本實(shí)驗(yàn)用了哪些物理實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理方法? 答：本實(shí)驗(yàn)中電橋是平衡法，也是比較法，還可以說是補(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)電阻，用作比較用，與被測(cè)電阻Rx組成電橋。當(dāng)電路中有足夠大的電流I時(shí)，C，D兩點(diǎn)電位若不相等，可由靈敏電流計(jì)Ｇ顯示出來，調(diào)節(jié)R0，使靈敏電流計(jì)Ｇ指針示零，這時(shí)，C，D兩點(diǎn)電位相等，橋臂上電壓互相補(bǔ)償，也稱電橋達(dá)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(jì)Ｇ上串聯(lián)一個(gè)大電阻Rg有什么作用? 在電橋?yàn)檎{(diào)至平衡時(shí)，C、D兩點(diǎn)可能有較大的電位差，在電流計(jì)Ｇ上串聯(lián)一個(gè)大電阻Rg可減小橋路上的電流，從而保護(hù)電流計(jì)免受過大電流沖擊。因此在調(diào)節(jié)電橋平衡時(shí)，應(yīng)首先在電建Sg斷開的條件下，粗調(diào)電流計(jì)指零，再閉合Sg仔細(xì)調(diào)節(jié)R0，使電流計(jì)嚴(yán)格指零。 直流單臂電橋?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(guān)系，具有正的電阻溫度系數(shù)。在圖上取點(diǎn)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)電阻。 半導(dǎo)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(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而減小，具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)。