电桥实验的改革尝试
2012-07-19韩向宇殷鹏飞夏川茴
物理教师 2012年7期
韩向宇 殷鹏飞 夏川茴
(重庆交通大学理学院,重庆 400074)
在大学物理实验中所测量的电阻一般都是定值电阻,根据测量精度的不同可以有以下不同的方法:对于低值电阻(10Ω以下)需采用可消除接触电阻和引线电阻的测量方法——四端法进行测量(也可采用开尔文电桥法进行测量);对于中值电阻(10-106Ω)常采用惠斯登电桥法,这是一个普物实验室普遍开设的电学基本实验;而对于高值电阻(>107Ω),一般采用兆欧表和数字多用电表进行测量.然而随着测量技术的发展,有越来越多的敏感电阻做成的传感器件在生产和生活中有了广泛的应用,电桥的应用面不再局限于平衡电桥的范围,非平衡电桥在测量中已得到广泛应用.因此有必要改革和扩展电桥实验内容,指导学生学习和研究非平衡电桥及敏感电阻.[1]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映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,例如温度、压力、湿度、光强、磁性等.
1 非平衡电桥工作原理
非平衡电桥的原理图如图1所示,当调节R1、R2和R3,使桥的B、D两端电势相等,这时电桥达到平衡.如果将平衡电桥中的待测电阻换成敏感电阻,当外界条件(如温度、压力、形变等)改变时,传感器阻值会有相应变化,B、D两端电势不再相等,这时电桥处于非平衡状态.假设B、D之间有一负载电阻Rg,其输出电压Ug.如果使R1、R2和R3保持不变,那么Rx变化时Ug也会发生变化.
根据Rx与Ug的……
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