平衡電橋

平衡電橋

平衡電橋,電橋一般分線式電橋和箱式電橋,其原理基本上是一樣的,就是一組接有好多電阻和電錶的電路圖,當線路某兩個特定的接點的電勢相等時,就稱其平衡電橋,常用它來精確地測電阻.原理如圖是一種特殊結構的電路──直流單臂電橋

科技名詞定義

中文名稱:平衡電橋

英文名稱:balancing bridge

定義:為使應變片電橋測量電路達到平衡的附加電橋電路。

套用學科:機械工程(一級學科);實驗室儀器和裝置(二級學科);應變測量儀器-應變測量儀器測試方法(二級學科)

研究直線電橋的平衡條件實驗方法

【目的和要求】

平衡電橋平衡電橋

通過實驗研究直線電橋──惠斯通電橋的平衡條件,並學習它的使用方法。

【儀器和器材】

直線電橋(J2364型),檢流計(J0409型或J0409-1型),簡式電阻箱(J2362-1型),滑動變阻器(J2354-1型),單刀開關(J2352型),乾電池2節,導線若干。

【實驗方法】

1.將直線電橋的電阻絲AB(附在標尺上)、電阻箱R1、R2,檢流計G,滑動變阻器R0,電源E和開關S接成如圖4.16-2所示電路。D為電阻絲上滑動頭,並帶有按鍵開關,將D按下時,橋的支路才接通。電阻絲AB粗細均勻,故其阻值與長度成正比。

電路接好後應進行全面檢查,特別要檢查電阻箱R1、R2的接觸是否良好,觸頭處電路是否暢通。檢查後把R0的阻值調至最大。

2.調整電阻箱R1和R2的阻值,使R1/R2=1.5。合上開關S,將滑動頭D移至AB的中央。瞬時按下滑動頭D的按鍵開關,觀察檢流計指針偏轉的大小及方向,然後將D向某方向移動幾厘米,再按下按鍵開關,此時檢流計指針如偏轉減小,則繼續沿這方向移動D,直至檢流計中的電流為零,這時滑動頭D所在位置就是電橋平衡的位置。如果D向該方向移動後,在按下按鍵開關時檢流計的指針偏轉增大,說明平衡位置不在這邊,應向反方向移動D。

為了準確找到平衡位置,可減小R0的阻值,提高電橋AB間的電壓,以提高其靈敏度。緩慢移動D的位置,並反覆“接通”和“斷開”按鍵開關,若檢流計指針確實不偏轉,就可以認為電橋達到平衡了。

3.改變電阻R1和R2的值,使R1:R2=2和R1:R2=0.5,按步驟2的要求重做實驗,並將結果填入下表中。

4.根據上表的記錄,可得出直線電橋平衡時,R1、R2、R3(L3)、R4(L4)之間應滿足關係:

R1:R2=R3:R4

或R1:R2=L3:L4

研究直線電橋的平衡條件注意事項

【注意事項】

1.J2364型直線電橋的比例臂是長為500毫米(阻值為3.2歐)的錳銅絲,其允許通過的電流為0.5安,故電橋A、B兩端的電壓不能超過1.5伏,否則電阻絲會發熱變形,損壞儀器。為此,應先計算R0的阻值最小為多少才能使通過電阻絲的電流不超過0.5安,如變阻器電阻偏小,可再串聯一個定值電阻作限流用。

2.連線R1和R2的四根導線的橫截面積要足夠大,長度要儘可能短些,接線端保持良好,以儘量減少附加電阻和測試誤差。

3.檢流計G允許通過的電流的最大值很小(J0409型為300微安),應加保護電阻。保護電阻r可以有兩種方法接入電路:在圖4.16-3甲中可變電阻r與G串聯,開始時r取最大阻值,隨著電橋逐漸平衡,可減少r值直至為零。在圖4.16-3乙中,r與G並聯,開始時r取最小阻值,隨著電橋的平衡,增大r阻值,直至斷開。

4.不要讓電流長時間通過G特別是電橋未達到平衡時。將D的按鍵開關按下去時不要用力過大,也不要按住在電阻絲上滑動,以免磨損電阻絲。電阻絲如表面氧化或生鏽,可在電阻絲下墊兩層厚紙,再用細砂紙摩擦電阻絲,將其表面擦淨。墊紙的作用是防止刻度尺表面損壞。

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