CN203759120U - 一种惠斯通电桥测量电阻的实验仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种惠斯通电桥测量电阻的实验仪器，属于物理实验仪器技术领域。该惠斯通电桥测量电阻的实验仪器，包括电源、比较电阻、待测电阻、电阻极性转换开关、检流计、电阻丝、标尺、金属滑动触头、若干金属连接片、若干接线柱和绝缘板材。电阻丝上设有金属滑动触头，电阻丝两个端点通过金属连接片与电阻极性转换开关连接，电源串联电阻和开关后连接到电阻丝两个端点，待测电阻和已知电阻通过位于绝缘板材上的金属连接片的接线柱连接电阻极性转换开关。该实验仪器通过电阻极性转换开关，进行换臂测量，达到减少系统误差的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种惠斯通电桥测量电阻的实验仪器，属于物理实验仪器技术领域。
背景技术
目前公知的滑线式惠斯通电桥测量电阻的实验仪器的基本原理如图1所示。四个电阻 、、和联成一闭合回路，每个电阻称为电桥的一个臂，、称为比率臂；为可调标准电阻，称为比较臂；为待测电阻，称为测量臂。A、B两结点连到电源的两极上，另外的两个结点C、D间连一检流计G，用于比较C、D两点电位，检流计保护电阻和开关用于在实验粗调时保护检流计。实验测量时，调整、、的阻值使电桥平衡，就可以根据公式，算出待测电阻的的阻值。如果让固定为某一阻值，可以调整的阻值使电桥达到平衡。
为了方便调节，滑线式电桥用一条长度为L的均匀电阻线代替和，在电阻线上装一个能沿电阻线滑动的触点作为结点D，触点将电阻线分为两段，长度为的一段具有电阻，长度为的另一段具有电阻。改变触点在电阻线上的位置就可以改变或的值，从而使电桥达到平衡。由于电阻线是均匀的，所以有。实验时，滑动滑动触头可以改变的比值，并通过电阻丝下面的标尺读出长度，确定该比值。
惠斯登电桥测电阻的系统误差主要来源于桥臂电阻、、、检流计灵敏度、接线电阻、接触电阻等。这里仅考虑、比率臂产生的影响，在测量时可采用换臂测量法来减小比较臂导致的系统误差。所谓换臂测量法，就是首先按图1所示的位置连接各个电阻，测量时将电桥调平衡，测量的阻值满足上述公式，以记；然后断开电路，保持、的位置不变，将和的位置互换，也就是交换了测量臂与的位置，重新测量出对应的待测电阻值值，以记，最后采用公式计算待测电阻的值。
利用公知的惠斯通电桥电路进行电阻测量实验时，通常需要进行多次重复测量，也就需要对电阻和的连接进行多次拆线和连线处理。由于多次重复拆线和连线，一方面引入不确定的接触电阻，增大了系统误差，另外一方面也不方便多次重复测量。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题就不足，本实用新型提供一种惠斯通电桥测量电阻的实验仪器。该实验仪器在现有公知的滑线式惠斯通电桥测量电阻的实验仪器基础上，增加一个比较臂和测量臂的电阻极性转换开关，方便地交换测量臂和比较臂的位置，从而达到方便测量和减少系统误差的目的，本实用新型通过以下技术方案实现。
一种惠斯通电桥测量电阻的实验仪器，包括电源E、三个电阻、、、待测电阻、两个开关、K、检流计G、电阻丝1、标尺2、金属滑动触头3、若干金属连接片4、若干接线柱5和绝缘板材6，所述绝缘板材6下端设有标尺2，标尺2表面设有电阻丝1，电阻丝1上设有金属滑动触头3，电源E串联电阻和开关K后连接到电阻丝1两个端点；电阻上并联有开关，电阻和检流计G串联后一端经金属连接片4与待测电阻和电阻连接，另一端与金属滑动触头3连接，还包括电阻极性转换开关，电阻丝1两个端点通过金属连接片4分别与电阻极性转换开关的两个接线柱、连接，待测电阻和电阻通过位于绝缘板材6上的金属连接片4的接线柱5分别电阻极性转换开关的两个接线柱、连接。
所述电阻极性转换开关为双刀双掷开关，电阻极性转换开关上设有六个接线柱、、、、、，接线柱与接线柱连接，接线柱与接线柱连接。
上述电源E为3~12V。
上述电阻、待测电阻选用中等阻值。
上述电阻为数十至几千欧姆阻值的灵敏度保护电阻。
上述两个开关、K采用单刀单掷开关。
上述电阻丝1为一米长的中等阻值电阻丝。
该惠斯通电桥测量电阻的实验仪器的原理为：（1）将电阻极性转换开关（）双刀与接线柱、接线柱一侧闭合，此时，接线柱与接线柱连接，接线柱与接线柱连接，待测电阻左端接电源正极，电阻右端接电源负极，调整电阻丝1上的金属滑动触头3使电桥平衡，按照公式测出待测电阻的阻值，记为；（2）将电阻极性转换开关（）的双刀与接线柱、一侧闭合，接线柱与接线柱连接，接线柱与接线柱连接，此时待测电阻左端接电源负极，电阻右端接电源正极，调整电阻丝1上的金属滑动触头3使电桥平衡，按照公式测出待测电阻的阻值，记为；（3）采用公式计算待测电阻阻值。
本实用新型的有益效果是：该实验仪器在现有公知的滑线式惠斯通电桥测量电阻的实验仪器基础上，增加一个比较臂和测量臂的电阻极性转换开关，方便地交换测量臂和比较臂的位置，从而达到方便测量和减少系统误差的目的。
附图说明
图1是公知的惠斯通电桥测量电阻的实验仪器原理示意图；
图2是本实用新型惠斯通电桥测量电阻的实验仪器示意图。
图中：1-电阻丝，2-标尺，3-金属滑动触头，4-金属连接片，5-接线柱，6-绝缘板材。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图2所示，该惠斯通电桥测量电阻的实验仪器，包括电源E、三个电阻、、、待测电阻、两个开关、K、检流计G、电阻丝1、标尺2、金属滑动触头3、若干金属连接片4、若干接线柱5和绝缘板材6，所述绝缘板材6下端设有标尺2，标尺2表面设有电阻丝1，电阻丝1上设有金属滑动触头3，电源E串联电阻和开关K后连接到电阻丝1两个端点；电阻上并联有开关，电阻和检流计G串联后一端经金属连接片4与待测电阻和电阻连接，另一端与金属滑动触头3连接，还包括电阻极性转换开关，电阻丝1两个端点通过金属连接片4分别与电阻极性转换开关的两个接线柱、连接，待测电阻和电阻通过位于绝缘板材6上的金属连接片4的接线柱5分别电阻极性转换开关的两个接线柱、连接。
其中电阻极性转换开关为双刀双掷开关，电阻极性转换开关上设有六个接线柱、、、、、，接线柱与接线柱连接，接线柱与接线柱连接；电源E为3~12V；电阻、待测电阻选用中等阻值；电阻为数十至几千欧姆阻值的灵敏度保护电阻；两个开关、K采用单刀单掷开关；电阻丝1为一米长的中等阻值电阻丝。
Claims (2)
1.一种惠斯通电桥测量电阻的实验仪器，包括电源（E）、三个电阻（ 、、）、待测电阻（）、两个开关（、K）、检流计（G）、电阻丝（1）、标尺（2）、金属滑动触头（3）、若干金属连接片（4）、若干接线柱（5）和绝缘板材（6），所述绝缘板材（6）下端设有标尺（2），标尺（2）表面设有电阻丝（1），电阻丝（1）上设有金属滑动触头（3），电源（E）串联电阻（）和开关（K）后连接到电阻丝（1）两个端点；电阻（）上并联有开关（），电阻（）和检流计（G）串联后一端经金属连接片（4）与待测电阻（）和电阻（）连接，另一端与金属滑动触头（3）连接，其特征在于：还包括电阻极性转换开关（），电阻丝（1）两个端点通过金属连接片（4）分别与电阻极性转换开关（）的两个接线柱（、）连接，待测电阻（）和电阻（）通过位于绝缘板材（6）上的金属连接片（4）的接线柱（5）分别电阻极性转换开关（）的两个接线柱（、）连接。
2.根据权利要求1所述的惠斯通电桥测量电阻的实验仪器，其特征在于：所述电阻极性转换开关（）为双刀双掷开关，电阻极性转换开关（）上设有六个接线柱（、、、、、），接线柱（）与接线柱（）连接，接线柱（）与接线柱（）连接。
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