电桥及示波器的重点实验.ppt

惠斯通电桥 一、实验目的 电桥是用比较法测量物理量的电磁学基本测量仪器，电桥的种类很多，测量中等阻值（10～106欧姆）的电阻要用惠斯通单臂电桥进行测量；若要测量更大阻值的电阻，一般采用高电阻电桥或兆欧表；而要测量阻值较小的电阻，一般采用双臂电桥（开尔文电桥）。 1、掌握用惠斯通电桥测电阻的原理。 2、了解电桥灵敏度对测量结果的影响，掌握电桥灵敏度的测量方法。 3、正确使用自组电桥和箱式电桥测电阻。 二、实验仪器： 直流稳压电源，电阻箱，检流计，QJ23型箱式电桥、待测电阻（200Ω～4KΩ） 1、电桥的原理 三、实验原理： 通过调节各臂电阻（R1、R2、R0）阻值,使BD两点的电势差为零，此时流过检流计的电流为零 ，称电桥达到平衡状态。 C称为比率系，一般简单情况下C=1，只需调节R0电阻使电桥达到平衡： 2．QJ23型箱式惠斯登电桥的结构 该仪器可用外接，也可用内附的稳压电源。总有效量程为1Ω～11.11ΜΩ；比率系数C从×0.001到×1000，共分七档，由比率C转换开关指示，不同的挡位R1、R2所代表的电阻串联值各不相同。 Rx=测量盘读数之和（R0）×C R0 C 注意：C档位的选取原则必须用最高位测量盘（×1000），即第1测量盘不能置于“0”， 以获得4位有效数字的电阻值。 待测电阻（200Ω～4KΩ），所以测小电阻C选择为0.1，测大电阻C选择1. 3．电桥的灵敏度S定义 当电桥平衡后，将某一桥臂电阻R改变微小量△R，应有电流流过检流计产生△n格的偏转。在灵敏度的定义公式里，改变每一个电阻值产生的效果应该是相同的。 对待测电阻ΔRx变化量对应于人的视觉不能感知的指针偏转极限△n=0.1格。 本实验通过改变ΔR0，引起检流计偏转为△n=3~5格，确定电桥灵敏度： 电桥灵敏度是测量电阻的误差来源之一，S的单位是格，它表示改变百分之几可使检流计指针偏转1格。S值越大，说明电桥的灵敏度越高。 如果灵敏度已由公式（B）测出，该电桥平衡时对待测电阻所带来的绝对误差为ΔRx由公式（C）可得： 四、实验步骤： 1．自装惠斯通电桥测量两只未知电阻（KΩ、Ω数量级）。 （1）按照惠斯通电桥电路接好线路，其中电源电压为4V，检流计调零，比较臂电阻R1、R2(500-6000Ω)的比值C=1。注意Rx、R0的连线位置。 注意：通电前每个电阻箱均取大于500Ω的电阻值，取值请旋转到位。严禁电阻箱无取值时通电！ （2）检流计的量程放置到时1mA挡，调节R0使电桥达平衡时，将R0值填入表4.20（P163）中。 （3）微小调整R0产生ΔR0，使检流计指针偏转4格（以检流计表上±3范围的刻线为准），得出电桥灵敏度S和待测电阻误差ΔRx 。 注意：通电后如果检流计偏转很大，请立即断电，调节R0的数值或检查电器联接后再试。 2．直接利用箱式惠斯通电桥测量两只未知电阻。 （1）电源和检流计选择开关置于“内接”，灵敏度旋钮置于中间位置，被测电阻Rx接至“接线柱”。根据自装电桥测量出待测电阻值的结果，选定比率转换开关的挡位（C1=1，C2=10-1），调节好测量盘上的四位电阻值。 （2）先按下G键，调节“调零”旋钮使检流计表头指针指零，再断开G键。测量时先按下“B钮”，再用跃接法按“G” 钮(按下后立即松开)，观察检流计指针的偏转方向。若指针向“+”偏，应增大测量盘电阻R0；指针向“-”偏，应减小测量盘电阻R0，反复调节直至检流计指零，达到电桥平衡。 比率C （3）然后微小调整R0产生ΔR0，使检流计指针偏转 ?n ＝4格。数据记录在表4.21（P163） （4）使用完毕,必须断开电源。应先放开“G”，再放开“B”按钮,再取下待测电阻，检流计和电源选择开关置于“外接”。 五、数据处理及误差计算：按照P163表4.20、4.21处理实验数据。 六、实验注意事项： 1、用箱式电桥时，采用跃触开关G避免在调节过程中有较大电流通过检流计，以保护检流计。 2、电桥通电时间要尽量短，以免因电阻发热而变质。 示波器使用(P75~P78) 示波器原理和使用 示波器利用电场对电子运动轨迹的影响来反映电压的瞬变过程。用它可以直接测定电信号的电压、相位、周期和频率等参数。还能独立观察两种信号的波形，测量两个信号之间的时间差和相位差，也是显示二维图像的仪器。 1、了解示波器的主要组成部分及工作原理，学会使用示波器和信号发生器。 2、学会利用示波器观察波形、测量电压和频率的方法。 3、通过观察李萨如图形，加深对于相互垂直振动合成理论的理解，并学会一种测量正弦振动频率的方法。 一、实验目的 二、实验仪器及结构 示波器 信号发生器 同轴电缆 示波器由示波管和与其配合的电子线路组成。围绕二维图形的建立，示波器面板设置