RR-RR o(R) (4) 若RR=RR,则Uo=0,因而电桥平衡 当温度变化时，热撤由阻R的阻值也随之变化，侨路失去半衡，即处于非平衡状态 此时毫伏表有输出电压o因此山于R,的变化 ,引起电桥从半衡状态变化到非平衡状态 U%与R,之间具有单调性，山式(2)可知R,与温度T之间具有单调性，因而Uo与T之间 也具有单调性，即U与T具有一一对应的关系。如果我们用标准电阻箱，在毫伏表量程范 固以内测得U与R,的一系列对应值，用作图法描绘U随R,变化的曲线，从曲线中就可以 查知与任意U 对应的R,值，这一过程叫做非平衡电桥的定标，表征U随R,变化的 曲线叫做定标曲线 3.热敏电阻特征常数A,B的测定 热敏电阻R,接入由桥，等间距改变热敏电阻的温度T(AT3K),则阻值随之变化： 用温度计测出不同温度T对应的电桥的输出电压Uo,山定标曲线查得与U相应的R值 从而得出与T对应的Rr值。令y=mR,x=T,a=n4式(2)变为 v=a+Br 对上式进行线性拟合，即可求得表征热敏电阻温度特征的常数B,A 4.非半衡电桥的应用 热敏电阻接入电桥，使其处于恒温箱，若用标准温度计测得热敏电阻在不同温度下的值 T,并月记下与T,对应的电桥输出电压U,则通过数据处理（作图法或拟合法）得出T,与 ,对应的函数关系，这样的非平衡电桥就是一个温度计。若接入电桥的是湿度电阻传感器， 测这样非平衡电桥就可以组装为湿度计：若接入电桥的是压力电阻传感器，则这样非平衡 电桥就可以组装为电子秤：若接入电桥的是压强-电阻传感器，则这样非半衡电桥就可以 装为真空计；等等。因而非平衡电侨在非电量电测中得到广泛应用。将各种电阻型传感器接 入电桥回路，桥路的非平衡电压就能反应出桥臂电阻的微小变化，通过测量非平衡电压就可 以检测出外界物理量的变化。 、实验仪器 D3型非平衡电桥箱，热敏电阻，温度计，电阻箱，加热器，烧杯，导线 1.DHOJ3型非半衡电桥箱 D1O-3型直流非平衡电桥是一种综合性的电桥实验仪器，可以组成多种形式的平衡电 桥和非平衡电桥，其面板布局如图2所示
HZDH核 D3型 23●24 9。”。色●●●德帝移难心 网2DQ3型非平衡电桥非平衡电桥向板 图3是DQ-3型直流非平衡电桥的电路示意图，非平衡电桥箱是一种综合性、多功能的电 桥实验仪器，可以组装成居于业衡中桥的惠斯诵巾桥、开尔文双桥，也可可以组装成多种形式 的非半衡电桥。能精确测量1OMQ以内的任意电阻.当待测电阻Rx≥1O0Q时 可采用单桥连接（如图4）的方法 需法进行测量：当待测电阻Rx≥10Q时，可 采用二端电桥的连线方法进行测量：当待测电阻Rx≤10Q时，可采用四端电桥的连线方 法（如图5）进行测量。 R 人B DVM RzG片 阁3非平衡电桥电路示意图 RR2,R,R为桥臂电阻，调节范围均为10一1.1kQ,其中R、R联动调节 开关K为电桥输出转换开关，当拨向“内接”时，电桥上的输出电压通过数显毫伏表DVM 显示（量程为200MV):当拨向“外接”时，电桥上的输出电压通过“+”、“一”接线端输 出全外接毫伏表显示：按纽B为桥路工作电源通断开关，按纽G为电桥输出通断开关：电 阻R即为电源保护电阻。最下一样为9个接线端。 DHO3型直流非平衡电桥 DHQ3刑有流非平衡电桥 123456789 23456789 0-00000pq0 999999099 R☐LR☐ 图4端电桥接线法 图5四端电桥接线法
间降执敏由阳R接入由桥，构成图1所示的侨路呢？任细分析.诵时对比两图 R与R是并接有 一起，将接线端2与3用导线连接起来，采用二端接线法将Rx接入电路 即Rx的一端连结全电桥箱6端，另一端连结全电桥箱7端，于是组成电桥的4个侨臂电阻 已连接好：还须加上工作电源电桥才能工作，将电源负端1连结至2端，将电源正端9连结 至7端，将K掷于“内接”状念，使数宁毫伏表显示桥路输出电压，最后揽下按钮G、B, 接线完成。只要打开电源开关，电桥即可工作。接线方式如图4所示 四、实验步继 1.非平衡电桥参数的设定(R,R2,R阻值的确定) 采用立式电桥接线法，因而R,=R:山于受数宁毫伏表的量程范围（一200一200MV) 的限制，因此桥臂电阻阻值的设定，需要遵从以下两个原则○电桥的灵敏度大：②在数字毫 伏表的最积带用内使待别由阻及的化带用尽可能大，木实哈取R,=尺、三最大值，用标在由 阻箱代替Rx并调节为零 调整R使桥路输出在数字毫伏表的量程范田接近最大（式(2） 是减函数)或最小（式(2）是增函数)。 R、R,R影的阻值确定好以后保持不变. 2.非平衡电桥的定标 (1)用标准由阳箱代琴R,按图4所示连接由路 (2)调整电阻箱阻值为零，记录电桥的输出U,每增加100记下电桥的输出U填入 表1，直全输出达到满偏 (3)作出R与U的曲线即为定标曲线 3.测量热敏电阻的温度特性 (1)用热敏电阻代替Rx按如图4所示连接电路： )执场由阻放入杯，入分之 开水，搅拌后用温度计测量热敏电阻处的温度。 (3)加入少许凉水，搅拌，降温间隔约为100K,测量热敏电阻阻值与温度的关系1 次，记数据点入表2。 (4)山定标曲线查出对应的R值，地入表2 【注意事项】 1)接线过程以及电桥输出满偏时应及时按起按钮B以保护电桥，杏则导致电桥烧坏 (2)使用温度计时，严禁用温度计搅拌，以免打碎。 (3)测量时应细心，搅拌要轻，注意不要被热水烫伤。 4)记录数据时，应先读温度计的值耳快速记录电桥的输出值，杏测引起较大的测量 误差 五、数据处理 1.电桥参数及环境温度 R,= 2R2 QR3- 室温t= C 2.定标数据 表1非平衡电桥定标 室温t 次数1 U/V R/Q 3,热嫩电阻电阻温度特性数据
表2热敏电阻温度特性测量 室温场 次数 TK(C) R/O 4.线性拟合法确定常数A、B 用计算器处理数据，有条件的同学可用EXCEL软件的统计方法可快速求得拟合常数A、 5.估算不确定度Ur、U 估算本试验测量温度、电侨输出电压及电桥桥臂电阻的B类不确定度， 六、思考题 1.分析本实验电桥参数确定的依据，实验中1何确定？ 2.如何利用非平衡电桥及热敏电阴组装温度计，写出基本想路与方法。 3.分析本实验的测量误差。 实验43电表的改装与校准 电表在电测量中有着广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得分重要，电流 计（表头）山于构造的原因，一般只能测量较小的电流和电压。如果婴用它来测量较大的电 流和电压，就必须进行改造，以扩大其量程。万用表的原理就是对微安表头进行多量程改装 而来，在电路的测量和故障检测中得到了广泛的应用。 一、实验目的 1.测量表头内阻及满度电流。 2.掌握将1mA表头改成较大量程的电流表和电压表的方法，学会校准电流表和电压 表的基本方法。 3.设计一个R,=15002的欧姆表，要求E在1.3-1.6V范围内使用能调零 4.用电阻值校正欧姆表，画校准曲线，比根据校正曲线用组装好的欧姆表测未知电阻。 5.学会校正电流表和电压表的方法。 二、实验原 1表头的 参数的测定 表头（毫安表、电流计）的主要参数：量程和内阻。量程是指针偏转满刻度时可测的最大 电流值I。,也称满偏电流。表头的线圈有一定内阻，用R表示。测量内阻R,的方法很多， 本实验采用替代法， 替代法：如图1所示。当被改电流计（表头接在电路中时，选择适当的电压E和R值 使表头满偏，记下此时标准电流表的读数I。:不改变电压￡和R,的值，用电阻箱R:替代 被测电流计，调节电阻箱R,的阻值使标准电流表的读数仍为/，此时电阻箱R,的阻值即 为被测电流计的内阻R
测表 标谁表 图1替代法接线图 2、改装为大量程电流表 在表头两端并联一个分流电阻R。,可以扩大毫安表的量程。如图2所示，山表头和并 联电阻R。组成的整体（图中虚线框住的部分）就是改装后的电流表。 需将量程扩大n倍，不难得出分流电阻R。的大小为 (1) 3、改装为电压表 为了测量较大的电压，可以给表头串联一个较大的电阻R,这种山表头和串联电阻R,组 成的整体就足改装后的电压表。！果要将表头改装成量程为U的电压表 山图3可得R的大小为 (2) A 注表 图2改装为大量程电流表接线图