文档介绍：双电桥测量低值电阻
姓名龙大洪班级10物本(1)班学号2010405270
摘要:电阻的测量方法有很多,各种阻值的电阻都有各自最适合的测量方法。本文配合实际测量的数据,针对双电桥测量低值电阻进行了一系列的分析。
引言:电阻是电路的基本元件之一,电阻值的测量是基本的电学测量。电阻的分类方法很多,通常按种类划分成碳膜电阻、金属电阻、线绕电阻等:按特性划分成固定电阻、可变电阻、特种电阻(光敏电阻,压敏电阻,热敏电阻)等;按伏安特性曲线(电压~电流曲线)的曲直分为线性电阻和非线性电阻(典型非线性电阻有白炽灯泡中的钨丝、热敏电阻、光敏电阻、半导体二极管和三极管等);按阻值大小分为低电阻、中电阻和高电阻。
不同大小的电阻阻值测量方法也有所不同。中电阻(10-106Ω)其测量方法很多,多数也为大家所熟知。而随着科学技术的发展,常常需要测量介于107-1018Ω的高电阻与超高阻(如一些高阻半导体、新型绝缘材料等),也还需要测量低于1Ω乃至10-7Ω的低电阻与超低阻(如金属材料的电阻、接触电阻、低温超导等),对这些特殊电阻的测量,需要选择合适的电路,消除电路中导线电阻、漏电电阻、温度等的影响,才能把误差降到最小,保证测量精度。电桥法是一种用比较法进行测量的方法,它是在平衡条件下将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其待测电阻的大小。电桥法具有灵敏度高、测量准确加上方法巧妙,使用方便、对电源稳定性要求不高等特点,已被广泛地应用于电工技术和非电量电测中。
【实验目的】
1. 了解双电桥测量低值电阻的原理
2. 熟悉用双电桥测量低值电阻的方法。
【实验仪器】
直流稳压电源、安培计、待测低值电阻(铜丝)、直流复射式光点检流计\电阻箱5个、开关及导线若干
【实验原理】
1. 低值电阻测量中必须考虑的问题
测量1Ω到10-6Ω的低值电阻时,由于实验的接线电阻和接触电阻(数量级约为10-2Ω—10-5Ω)可能和被测电阻同数量级,甚至更大,因此,如果用普通的方法测量低电阻时,结果会产生很大的误差。为了消除和减少接线电阻和接触电阻的影响,就需要从测量电路设计上对单电桥进行改进,,发展成为双电桥。
考虑到接线电阻和接触电阻的存在,其等效电路图如图一所示,
图一
其中为安培表与金属棒接头处的接线电阻,为变阻器与金属棒接头处的接触电阻,为毫伏表与金属棒、安培表间的接触电阻和接线电阻,为毫伏表与金属棒、变阻器间的接触电阻和接线电阻。由图可知,由于电压表V的内阻较大,串接,对其测量影响不大,而串,接到被测电阻Rx后,使被测电阻成为(++Rx),其中和,和Rx相比是不可不计的,有时甚至超过Rx,因此图一所示的电路中不能用以测量低值电阻Rx。
解决上述测量的困难,在于消除,的影响,图二的电路可以达到这个目的,它是将Rx两侧的接点分为两个电流接点和两个电压接点,这样电压表测量的是长L的一段低值电阻(其中不包括和)两端的电压,这样的四接点测量电路使低值电阻测量成为了可能。
图二
2. 测低值电阻的双电桥原理
双电桥测低值电阻,就是将未知低值电阻Rx和已知的标准低电阻相比较,在连接电路时均采用四接点连线,比较电压的电路,图三所示,表示接触电阻和导线电阻,比较Rx和两端电压时,用通过两个分压电路adc和去比较b,d两点的电势,由于R1,R2,R3,R4的电阻值较大,其两