1、用直流電橋測量電阻溫度系用直流電橋測量電阻溫度系數數一、實驗背景一、實驗背景 電橋電橋是一種比較式測量儀器，它通常是是一種比較式測量儀器，它通常是在平衡條件下將待測物理量與同種標準物理在平衡條件下將待測物理量與同種標準物理量進行比較確定其數值。它可以用來測量電量進行比較確定其數值。它可以用來測量電阻，電容，電感，頻率以及溫度，濕度，壓阻，電容，電感，頻率以及溫度，濕度，壓力等許多物理量，此外在自動控制技術中也力等許多物理量，此外在自動控制技術中也有著廣泛的用途。電橋具有測試靈敏，準確有著廣泛的用途。電橋具有測試靈敏，準確度高和使用方便等特點。度高和使用方便等特點。610 根據用途不同，電橋分為

2、直流電橋和交流電橋兩根據用途不同，電橋分為直流電橋和交流電橋兩大類，按測量范圍，直流電橋又分為大類，按測量范圍，直流電橋又分為單臂電橋單臂電橋(又稱惠斯又稱惠斯登電橋登電橋)和和雙臂電橋雙臂電橋(又稱開爾文電橋又稱開爾文電橋)，惠斯登電橋主要，惠斯登電橋主要用于精確測量中等大小用于精確測量中等大小(即即10 范圍范圍)的電阻；開爾文電的電阻；開爾文電橋適用于精確測量低值橋適用于精確測量低值(即即 10范圍內范圍內)的電阻。下面介的電阻。下面介紹用惠斯登電橋測定電阻溫度系數。紹用惠斯登電橋測定電阻溫度系數。3101 1掌握用惠斯登電橋測量電阻的原理和使掌握用惠斯登電橋測量電阻的原理和使 用方法。

3、用方法。2 2測定電阻溫度系數。測定電阻溫度系數。二、實驗目的二、實驗目的1 1、惠斯通電橋（單臂電橋）、惠斯通電橋（單臂電橋）1I三、實驗原理三、實驗原理GABCDR1R2R3RX2I3IXI 惠斯登電橋它是由電阻惠斯登電橋它是由電阻 ， ， 和待測和待測電阻電阻 聯成一個封閉的四邊形聯成一個封閉的四邊形ABCDA，四邊，四邊形的每一條邊稱為電橋的一個臂，它的一對角形的每一條邊稱為電橋的一個臂，它的一對角A和和C與電池與電池E相連，另一對角相連，另一對角B和和D與檢流計與檢流計G相連接入檢流計的對角線稱為相連接入檢流計的對角線稱為“橋橋”，適，適當調節當調節 , 和和 的阻值，可使的阻值，可

4、使B、D兩點的兩點的電位相等電位相等，此時檢流計上無電流通過，指，此時檢流計上無電流通過，指針不發生偏轉，這叫做針不發生偏轉，這叫做“電橋平衡電橋平衡”。 1R2R3RXR1R3R2R3321cRRRRRx此時有：此時有：2 2電阻溫度系數電阻溫度系數 大多數物質的電阻是溫度的函數。各種大多數物質的電阻是溫度的函數。各種金屬導體金屬導體的電阻的電阻( (某些合金除外某些合金除外) )隨溫度升高而增大，在溫度變化不太大的范圍內電隨溫度升高而增大，在溫度變化不太大的范圍內電阻與溫度之間存在著線性關系：阻與溫度之間存在著線性關系：)1(0tRRt稱為電阻溫度系數稱為電阻溫度系數 0RK銅)( Ct)

5、(RR0R0t 與金屬導體不同，由半導體材料制成的與金屬導體不同，由半導體材料制成的熱敏熱敏電阻電阻，在溫度變化不大的范圍內，其電阻隨溫度升，在溫度變化不大的范圍內，其電阻隨溫度升高而減小，變化規律不是線性的，而是按指數規律減高而減小，變化規律不是線性的，而是按指數規律減小其關系式為：小其關系式為： TTeRR0兩邊取對數則有兩邊取對數則有 0lnlnRTRT注意：注意：1熱敏電阻只能在規定的溫度范圍內工作，否則會損害元件，導致其性熱敏電阻只能在規定的溫度范圍內工作，否則會損害元件，導致其性能不穩定。能不穩定。 2應盡量避免熱敏電阻自身發熱，因此在測量時流過它的電流必須很小。應盡量避免熱敏電阻

6、自身發熱，因此在測量時流過它的電流必須很小。)(R)( Ct04 4重復第重復第3 3步，每次升溫間隔穩定在步，每次升溫間隔穩定在 左右，分別測出水溫和銅絲左右，分別測出水溫和銅絲電阻，熱敏電阻的電阻值，一直升溫到電阻，熱敏電阻的電阻值，一直升溫到 左右，數據不得少于五左右，數據不得少于五組。記錄表格自擬。組。記錄表格自擬。5 5在直角坐標紙上以在直角坐標紙上以 為縱軸，為縱軸， 為橫軸作銅絲電阻的為橫軸作銅絲電阻的 - - 圖，根據圖線求出直線斜率圖，根據圖線求出直線斜率 和和 截距，代式子計算在本實驗截距，代式子計算在本實驗溫度范圍內銅的電阻溫度系數溫度范圍內銅的電阻溫度系數 ，并與公認值

7、比較，求其百分誤，并與公認值比較，求其百分誤差。差。6 6用半對數坐標紙以用半對數坐標紙以 為縱軸，為縱軸， 為橫軸作熱敏電阻的為橫軸作熱敏電阻的 - - 圖，圖，根據圖線求出直線的斜率根據圖線求出直線的斜率 和截距和截距 ，并寫出，并寫出 的表達式。的表達式。 C5C50tRttRtK0RTRlnT1TRln0ln RTRT1測量時要注意測量時要注意 1測量時，必須由大到小的調節可變電阻器的測量時，必須由大到小的調節可變電阻器的4個旋鈕。當大阻值旋鈕轉過一個旋鈕。當大阻值旋鈕轉過一格，檢流計指針從一邊越過零點偏向另一邊時，說明阻值改變范圍太大，應改調格，檢流計指針從一邊越過零點偏向另一邊時，

8、說明阻值改變范圍太大，應改調小一檔阻值的旋鈕。小一檔阻值的旋鈕。 2電橋的平衡狀態是指檢流計沒有電流流過，測量時應使電路時通時斷的方電橋的平衡狀態是指檢流計沒有電流流過，測量時應使電路時通時斷的方式判斷，如果電橋真正平衡，那每次通斷式判斷，如果電橋真正平衡，那每次通斷 時指針都不會動。時指針都不會動。0G思考題思考題 什么叫電橋達到平衡？在實驗中如何判斷電橋達到平衡？什么叫電橋達到平衡？在實驗中如何判斷電橋達到平衡？ 如何適當選擇比率臂如何適當選擇比率臂 ？ 為什么為什么G要用按鈕開關，而不是一般開關？要用按鈕開關，而不是一般開關？ 電源電源E與檢流計與檢流計G的位置互換，是否會影響電橋的平衡，為的位置互換，是否會影響電橋的平衡，為 什么？什么？ 在電橋測量中，你認為哪些因素影響測量精度？在電橋測量中，你認為哪些因素影響測量精度？ 用電橋測量電表的內阻時，應采取什么措施來保護電表？用電橋測量電表的內阻時，應采取什么措施來保護電