直流电位差计的原理和使用

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥 在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外， 还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流 I 和电阻 两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的 特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量 转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交 流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻 抗的变化进行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101 ~106 Q ）O 对于太小 的电阻 （10"6 ~101 Q 量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大 电阻（107Q 级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表， 而实验室用检流计属于 1惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻 R o 、R i 、R 2、 R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线 连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源， 称为电桥的“电源对角线” 。E 为线路中供电电源，学生 实验用双路直流稳压电源，电压可在 0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流 作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检 流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的 在于保护检流计和改变电桥灵敏度。 电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时， 桥路中的电流I g -0，检流计的指针发生偏转；当 C 、D 两点之间的电位相等时，桥路 中的电流I g =0，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥 处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有： I g =0 U AC =U AD 于是空二邑即R x R 2二R 0R 1 R 0 R 2 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻， 因此，电桥测电阻的计算式为 R x 二邑凤二 KR 。 （1） R 2 电阻R 1、R 2为电桥的比率臂，R x 为待测臂，R 为比较臂，R 。作为比较的标准，实 A 表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 [1 U CB = U DB 1 Rx = 1 R0 I R1 = I R2 1 Rx R x = 1 R1 R 1 1 R0R 0 = 1 R2 R 2

电位差计的原理和使用

实验八 电位差计的原理和使用 【实验目的】 1．掌握电位差计的工作原理和正确使用方法，加深对补偿法测量原理的理解和运用。 2．训练简单测量电路的设计和测量条件的选择。 【实验仪器】 UJ31型直流电位差计、SS1791双路输出直流稳压电源、标准电池、标准电阻、AC15/5灵敏电流计、FJ31型直流分压箱、滑线变阻器、直流电阻箱、待校验电表、待测干电池、待测电阻、开关和导线等。 【实验原理】 如图5.8.1所示，电位差计的工作原理是根据电 压补偿法，先使标准电池E n 与测量电路中的精密电阻R n 的两端电势差U st 相比较，再使被测电势差（或电压）E x 与准确可变的电势差U x 相比较，通过检流计G 两次指零来获得测量结果。电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。 校准：将K 2打向“标准”位置，检流计和校准电路联接，R n 取一预定值，其大小由标准电池E S 的电动势确定；把K 1合上，调节R P ，使检流计G 指零，即E n = IR n ，此时测量电路的工作电流已调好为 I = E n /R n 。校准工作电流的目的：使测量电路中的R x 流过一个已知的标准电流I o ，以保证R x 电阻盘上的电压示值（刻度值）与其（精密电阻R x 上的）实际电压值相一致。 测量：将K 2打向“未知”位置，检流计和被测电路联接，保持I o 不变（即R P 不变），K 1合上，调节R x ，使检流计G 指零，即有E x = U x = I o R x 。 由此可得x n n x R R E E = 。由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据R x 电阻值标出其对应的电压刻度值，因此只要读出R x 电阻盘刻度的电压读数，即为被测电动势E x 的测量值。 所以，电位差计使用时，一定要先“校准”，后“测量”，两者不能倒置。 【实验装置】 1. UJ31型电位差计 UJ31型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计，其测量范围为 mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或 mV V 17110-μ（1K 置10?档）。使用 图5.8.1 电位差计的工作原理 + - -++- + -标准 检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断 粗 中 细

非平衡直流电桥的原理和应用

非平衡直流电桥的原理和应用

非平衡直流电桥的原理和应用 直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标 准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）。它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。【实验目的】 本实验采用FQJ型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以下内容： 1．直流单臂电桥（惠斯登电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； 2．非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法； 3．根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法及非平衡电桥功率输出法测电阻； 4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义。 【实验仪器】 1. FQJ型教学用非平衡直流电桥； 2. FQJ非平衡电桥加热实验装置。 【实验原理】

FQJ 型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，非平衡直流电桥，上节我们已经对单臂电 桥有所了解，下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍。 图1 非平衡电桥原理图 1．非平衡电桥桥路输出电压 非平衡电桥原理如图1所示，当负载电阻g R →∞ ，即电桥输出处于开路状态时，g 0I = ，仅有电压输出,并用0U 表示，根据分压原理，ABC 半桥的电压降为S U ，通过14, R R 两臂的电流为： S 1414 U I I R R ==+ （1） 则4 R 上之电压降为： 4BC S 14R U U R R =?+ （2） 同理 3R 上的电压降为： 3DC S 23R U U R R =?+ （3） 输出电压0U 为BC U 与DC U 之差

直流电桥实验报告汇总

清 华 大 学 实 验 报 告 系别：机械工程系 班号：72班 姓名：车德梦 （同组姓名： ） 作实验日期 2008年 11月 5日 教师评定： 实验3.3 直流电桥测电阻 一、实验目的 （1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法； （2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据； （3）了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。 （4）数字温度计的组装方法及其原理。 二、实验原理 1. 惠斯通电桥测电阻 惠斯通电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。 图中1R 、2R 和R 是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻x R 连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A 和C 之间接电源E ；对角B 和D 之间接有检流计G ，它像桥一样。若调节R 使检流计中电流为零，桥两端的B 点和D 点点位相等，电桥达到平衡，这时可得 x R I R I 21=， 1122I R I R = 两式相除可得 R R R R x 1 2 = 只要检流计足够灵敏，等式就能相当好地成立，被测电阻值x R 可以仅从三个标准电阻

的值来求得，而与电源电压无关。这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。 单电桥的实际线路如图所示： 将2R 和1R 做成比值为C 的比率臂，则被测电阻为 CR R x = 其中12R R C =，共分7个档，0.001～1000，R 为测量臂，由4个十进位的电阻盘组 成。图中电阻单位为Ω。 2. 铜丝电阻温度系数 任何物体的电阻都与温度有关，多数金属的电阻随文的升高而增大，有如下关系式： )1(0t R R R t α+= 式中t R 、0R 分别是t 、0℃时金属丝的电阻值；R α是电阻温度系数，单位是（℃-1 ）。严格 地说，R α一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜丝材料来说，在-50℃～100℃的范围内R α的变化很小，可当作常数，即t R 与t 呈线性关系。于是 t R R R t R 00 -= α 利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。例如铂电阻温度及不仅准确度高、稳定性好，而且从-263℃～1100℃都能使用。铜电阻温度计在-50℃～100℃范围内因其线性好，应用也较广泛。 3. 双电桥测低电阻 用下图所示的单电桥测电阻时，被测臂上引线1l 、2l 和接触点1X 、2X 等处都有一定

万用表AC-DC测量原理

数字万用表的类型多达上百种，按量程转换方式分类，可分为手动量程式数字万用表、自动量程式数字万用表和自动／手动量程数字万用表；按用途和功能分类，可分为低档普及型（如DT830型数字万用表）数字万用表、中档数字万用表、智能数字万用表、多重显示数字万用表和专用数字仪表等；按形状大小分，可分为袖珍式和台式两种。数字万用表的类型虽多，但测量原理基本相同。下面以袖珍式DT830数字万用表为例，介绍数字万用表的测量原理。DT830属于袖珍式数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于3z位万用表。 同其他数字万用表一样，DT830型数字万用表的核心也是直流数字电压表DVM（基本表）。它主要由外围电路、双积分A／D转换器及显示器组成。其中，A／D转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片ICL7106构成的。 （1）直流电压测量电路图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。 图1 数字万用表直流电压测量电路原理图 （2）直流电流测量电路图2为数字万用表直流电流测量电路原理图，图中VD1、VD2为保护二极管，当基本表IN＋、IN一两端电压大于ZOOmV时，VD1导通，当被测量电位端接入IN一时，VD2导通，从而保护了基本表的正常工作，起到“守门”的作用。R2～R5、RC．分别为各挡的取样电阻，它们共同组成了电流－电压转换器（I／U），即测量时，被测电流△在取样电阻上产生电压，该电压输人至IN＋、IN—两端，从而得到了被测电流的量值。若合理地选配各电流量程的取样电阻，就能使基本表直接显示被测电流量的大小。

直流单臂电桥的工作原理

直流单臂电桥的工作原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如上图所示，图中ac、cb、bd、da四条支路为电桥的四个臂，其中R1（RX）为被测臂，R2、R3构成比列臂，R4称为较臂。在电桥的对角线cd 上连接指零仪表（一般是检流计）另一对角线ab上连接直流电源E。 在电桥投入工作时，先接通电源按钮SB，调节电桥的一个臂或几个臂的标准电阻，使检流计指针指示为零，这时，就表示电桥达到平衡。在电桥平衡时，cd两点的电位相等。 则：Uac=Uad, Ucb=Udb 即：I1R1=I4R4, I2R2=I3R3 将这两式相除，得：I1R1/I2R2=I4R4/I3R3 当电桥平衡时，Ig=0 ∴I1=I2，I3=I4 代入上式得： R1R3=R2R4 上式是电桥的平衡条件。它说明：在电桥平衡时，两相对桥臂上电阻乘积等于另外两相对桥臂上电阻的乘积。根据这个关系，在已知三个臂电阻的情况下，就可确定另外一个臂的被测电阻的电阻值。 设被测电阻RX是位于第一个桥臂中，则RX=R2R4/R3。 图1 单臂电桥原理图R1为被测电阻R2、R3、R4为可调电阻P为检流计E为电池。 单臂电桥的使用方法 1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针调到零位。 2、把被测电阻接在?的位置上。 要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。 3、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。 4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。 5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指?，则需增加比较臂电阻，针指向?，则需减小比较臂电阻。 6、读取数据：比较臂比率臂=被测电阻 7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。 ）从而可以测量R3/R4×（R1=R2数值，当电桥平衡时有：R4、R3、R2通过电桥调节．

电工万用表

电工万用表 电工万用表是一种多功能、多量程、便于携带的电子仪表，可以用来测量直流电流、电压，交流电流、电压，电阻，音频电平和晶体管直流放大倍数等物理量。万用表由表头、测量线路、转换开关以及测试表笔等组成。万用表可以分为模拟式和数字式万用表。模拟式万用表是由磁电式测量机构作为核心，用指针来显示被测量数值；数字式万用表是由数字电压表作为核心，配以不同转换器，用液晶显示器显示被测量数值。电工万用表的测量范围包括：直流电压、直流电流、交流电流、电阻。 数字万用表相对来说，属于比较简单的测量仪器。下面教大家数字万用表的正确使用方法。从数字万用表的电压、电阻、电流、二极管、三极管、MOS场效应管的测量等测量方法开始，让你更好的掌握万用表测量方法。

一、电压的测量 1、直流电压的测量，如电池、随身听电源等。首先将黑表笔插进“com”孔，红表笔插进“V Ω ”。把旋钮选到比估计值大的量程（注意：表盘上的数值均为最大量程，“V－”表示直流电压档，“V～”表示交流电压档，“A”是电流档），接着把表笔接电源或电池两端；保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1.”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量工业电器。如果在数值左边出现“-”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此

时红表笔接的是负极。 2、交流电压的测量。表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该

将旋钮打到交流档“V～”处所需的量程即可。交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。 二、电流的测量 1、直流电流的测量。先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200mA的电流，则要将红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”档；若测量小于200mA的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。调整好后，就可以测量了。将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。若显示为“1.”，那么就要加大量程；如果在数值左边出现“-”，则表明电流从黑表笔流进万用表。 交流电流的测量。测量方法与1相同，不过档位应该打到交流档位，电流测量完毕后应将红笔插回“VΩ”孔，若忘记这一步而直接测电压，哈哈！你的表或电源会在“一缕青烟中上云霄”－－报废！ 三、电阻的测量 将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程，用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度的－－人体是电阻很大但是有限大的导体。读数时，要保持表笔和电阻有良好的接触；注意单位：在“200” 档时单位是“Ω”，在“2K”到“200K“档时单位为“KΩ ”，“2M”以上的单位是“MΩ”。

直流电位差计测电动势

实验三、直流电位差计测电动势 【实验目的】 1、掌握电位差计的工作原理和结构特点。 2、学习电位差计测量电池的电动势和内阻。 【实验仪器】 直流电位差计实验仪、滑线式十一线电位差计、导线 【实验原理】 1、补偿原理 补偿原理就是利用一个电压或电动势去抵消另一个电压或电动势，其原理可用图1来说明。E n 为可调标准电源，中间串联一个检流计G 接成闭合回路。如果要测电源x E 的电动势，可通过调节 电源E n ，电路没有电流，此时表明x n E E =，这时电路处 于补偿状态。若已知补偿状态下E n 的大小，就可确定x E ， 这种利用补偿原理测电位差 的方法叫补偿法。 2 、电位差计原理 图2 定标 图3 测量未知电动势 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计，其测量原理可分别用图2和图3来说明。图2为电位差计定标原理图，其中ABCD 为工作回路，由电源E 、限流电阻R 、均匀电阻丝AB 串联成一闭合回路。电阻箱R 用来调节回路工作电流I 的大小，通过调节I 可以调整每单位长度电阻丝上电位差的大小，M 、N 为电阻丝AB 上的两个活动触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB 上取适当的电位差来与测量支路上的电位差补偿，它相当于补偿电路图1中的En ，提供了一个可变电源。 本实验采用滑线式十一线电位差计，电阻AB R 是11m 长均匀电阻丝。按图2连线，移动滑动头M 、N ，使M 、N 之间的电阻为s R ，调节工作电路中的电阻R ，使补偿回路达到平衡，即流过检流计G 的电流为零，此时s s E IR =;按图3连线，调节M ’、N ’之间长度，使M ’、N ’点间的电位差等于待测电动势x E ，此时流过检流计G 的电流为零， 达 图1 补偿法

实验4 直流电位差计的原理及应用

实验10 直流电位差计的原理及应用 【实验目的】 1、学习“补偿法”在实验测量中的应用。 2、掌握电位差计的工作原理及其测量的基本方法。 3、学习对实验电路参数的估算及校准方法。 【实验仪器】 DH325型十一线电位差计 1台 DHBC -5标准电势与待测电势 1台 1、DHBC -5标准电势与待测电势面板示意图 注意：DHBC -5标准电势与待测电势的标准电势：1.0186V ，精度为0.01%；待测电势：0～1.9V 连续可调。严禁作为电源外接负载使用。 【实验原理】 1.补偿法原理 补偿法是一种准确测量电动势（电压）的有效方 法。如图1所示。设E 0为一连续可调的标准电源电 动势（电压），而E X 为待测电动势，调节E 0使检流 计G 示零（即回路电流I=0），则E X = E 0。上述过程的实质是，不断地用已知标准电动势（电压）与待测 图1 补偿法原理图 的电动势（电压）进行比较，当检流计指示电路中的电流为零时，电路达到平衡补偿状态，此时被测电动势与标准电动势相等，这种方法称为补偿法。这和用一把标准的米尺来与被测物体（长度）进行比较，测出其长度的基本思想一样。但X

其比较判别的手段有所不同，补偿法用示值为零来判定 。 但电动势连续可调的标准电源很难找到，那么怎样才能简单地获得连续可调 的标准电动势（电压）呢？简单的设想是：让一阻值连续可调的标准电阻上流过一恒定的工作电流，则该电阻两端的电压便可作为连续可调的标准电动势。 2．电位差计测量原理 2 是一种直流电位差计的原理简图。 图2 电位差计原理图 它由三个基本回路构成： ① 工作电流调节回路，由工作电源E 、限流电阻R P 、标准电阻R N 和R X 组成。 ② 校准回路，由标准电池E N 、检流计G 、标准电阻R N 组成。 ③ 测量回路，由待测电动势E X ，检流计G ，标准电阻R X 组成。通过测量 未知电动势E X 的两个操作步骤，可以清楚地了解电位差计的原理。 （1）“校准”：图中开关K 拨向标准电动势E N 侧，取R N 为一预定值（对 应标准电势值E N =R N ×I 0=1.0186V ），调节R P 使检流计G 示值为零，使工作电流回路内的R X 中流过一个已知的“标准”电流I 0，且N N R E I =0。 （2）“测量”：将开关K 拨向未知电动势E X 一侧，保持I 0不变，调节滑动触 头B ，使检流计示零，则N N X X X E R R R I E =?=0。被测电压与补偿电压极性相抵且大小相等，因而互相补偿（平衡）。这种测E X 的方法叫补偿法。补偿法具有以下优点：

用万用表来测量直流电流和直流电压的工作原理_New

用万用表来测量直流电流和直流电压的工作原理

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用万用表来测量直流电流和直流电压的工作原理 万用表是我们用电检测仪器中最常用的，万用表使用有很多小技巧，今天就来与大家分析一下用万用表来测量直流电流和直流电压的工作原理。 1、首先来看看直流电流测量电路工作原理 指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称为表头。但一只表头只能测量小于它的灵敏度的电流。为了扩大被测电流的量程，就需要给它并上分流电阻，使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。为了在测量大小不同电流时得到一定的精确度，电流表都是设计成多档量程的。 应用最多的是闭路抽头式分流电路，其电路如图所示。图中R1～R5统称为总分流电阻RS，实际产品中，为了便于调整和成批生产，

总分流电阻RS大多采用较大的整数千欧的阻值，表头上再串联一只可变线绕电阻R0，当表头参数有变化时仍可以得到补偿并方便调整。 2、直流电压测量电路工作原理 根据欧姆定律U=IR，则一只灵敏度为I、内阻为R的电流表，本身就是一只量程为U的电压表，如一只100μA的电流表，它的内阻为1.5KΩ，能用来测量的电压量程为0.15V, 显然是不实用的，但是我们可以给它串接一只电阻，来扩大它的量程范围。 如串接一只8.5 KΩ的电阻，量程就可扩展为1V，这时该电压表的内阻为10KΩ。这就引出直流电压灵敏度这一概念了；针对该例，这只电压表测量每伏直流电压时需要10KΩ内阻，即：10KΩ／V。有了电压灵敏度就个概念，就可以很方便的将电压表各档的内阻计算出来。 同时，直流电压灵敏度越高，测量直流电压时分去的电流越小，测量结果越准确。直流电压测量电路如图2所示。图中RS为直流电流档的分流电阻，R6～R10为各电压测量档的降压电阻。

直流电位差计

直流电位差计的原理与应用 比较式仪表是将被测量和已知标准量进行比较而确定被测量大小的仪表，分为补偿测量仪表和电桥测量仪表。用来与被测量进行比较的已知标准量具有标准电池、标准电阻、标准电容和标准电感等。比较仪表借助检流计指零实现平衡。通常，比较式测量仪表的测量过程就是通过调节可调元件使比较所得的差值逐步减小到零的过程。这种方法比直读测量具有更高的精确度。 补偿法是电磁测量的一种基本方法。补偿法测量仪表有全补偿和差值补偿两种。全补偿法是将被测量（仅限电压）与标准量比较，检测为0，两值相等。测量仪表理论上不从被测对象获取能量。差值补偿是利用标准量将被测量绝大部分补偿掉，微差检出，减少测量误差。 电位差计是电磁学测量中利用补偿原理来直接精密测量电动势或电位差的一种精密仪器。其突出优点是在测量电学量时，它不从被测量电路中吸取任何能量，也不影响被测电路的状态和参数，所以在计量工作和高精度测量中被广泛利用。测量的直流电压的误差可小于±0.005%。它用途很广泛，可以用来精确测量电动势、电压，与标准电阻配合还可以精确测量电流和电阻和功率等，还可以用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，有些电器仪表厂则用它来确定产品的准确度和定标，它不仅被用于直流电路，也用于交流电路。因此在工业测量自动控制系统的电路中得到普遍的应用。 一、直流电位差计工作原理 1.补偿原理 在直流电路中，电源电动势在数值上等于电源开路时两电极的端电压。因此，在测量时要求没有电流通过电源，测得电源的端电压，即为电源的电动势。但是，如果直接用伏特表去测量电源的端电压，由于伏特表通过电流反应电压总要有电流通过，而电源具有内阻，因而不能得到准确的电动势数值，所测得的电位差值总是小于电位差真值。为了准确的测量电位差，必须使分流到测量支路上的电流等于零，直流电位差计就是由此而设计的。 补偿原理就是利用一个电动势去抵消另一个电动势，其原理可用图一来说明。两个电源E 和x E 正极对正极，其中E 为可调标准电源电动势，x E 为未知电源电动势，中间串联一个检流计G 接成闭合回路。如果要测电源x E 的电动势，可通过调节电源E ，使检流计读数为零，电路中没有电流，此时表明E X =E ，x E 两端的电位差和E 两端的电位差相互补偿，这时电路处于补偿状态。若已知补偿状态下E 的大小，就可确定x E ，这种利用补偿原理测电位差的方法称为补偿法，该电路称为补偿电路。 图一 补偿电路 2.电位差计原理 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计，其测量原理可分别用图二和图三来说明。图二为电位差计定标原理图，其中ABCD 为辅助工作回路，由电源E 、限流电阻R 、长粗细均匀电阻丝AB 串联成一闭合回路；MN 为补偿电路，由待测电源En 和检流计G 组成。电阻箱R 用来调节回路工作电流I 的大小，通过调节I 可以调整每单位长度电阻丝上电位差V 0的大小，M 、N 为电阻丝AB 上的两个活动触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB 上取适当的电位差来与测量支路上的电位差补偿，它相当于补偿电路（图一）中的En ，提供了一个可变电源。当回路接通时，根据欧姆定律可知，电阻丝AB 上任意两

非平衡直流电桥的原理和应用

非平衡直流电桥的原理和应用 直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）。它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。 【实验目的】 FQJ型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以本实验采用下内容： 1．直流单臂电桥（惠斯登电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； 2．非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法； 3．根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法及非平衡电桥功率输出法测电阻； 4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义。 【实验仪器】 FQJ型教学用非平衡直流电桥；1. FQJ非平衡电桥加热实验装置。2. 【实验原理】 FQJ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，非平衡直流电桥，上节我们已经对单臂电桥有所了解，下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍。 图1 非平衡电桥原理图 1．非平衡电桥桥路输出电压 R??，所示，当负载电阻非平衡电桥原理如图1g 0?I并即电桥输出处于开路状态时，,，仅有电压输出g U ABC为压压，用表示根据分原降半桥的理，电0UR R,电流为：，通过两臂的S41U S?II?41R?R）1（41R则上之电压降为：4． R4??UU（2）SBC R?R41R上的电压降为：同理3R3??UU（3）SDC R?R 32UUU之差为输出电压与DCBC0RR34U?UU?U?U?SS0BCDC R?RR?R3412 ????S RR?R?R3142RR?RRU?0，即电桥处（4）)?RR(RR3421U ? 于平衡状态。当满足条件时，电桥输出43210（5）式就称为电桥的平衡条件。为了测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调至平衡，称为预调平R, RRR, RR?。若关电阻变化有臂这样可使输出只固定，与为待测电阻某一，则当衡。1423x4R?R??R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：

万用表是用来测量交直流电压

万用表是用来测量交直流电压、电阻、直流电流等的仪表。是电工和无线电制作的必备工具。 初看起来万用表很复杂，实际上它是由电流表(俗称表头)、刻度盘、量程选择开关、表笔等组成。使用时如果把量程选择开关指向直流电流范围时，电流表M 并接一些分流电阻来实现扩大量程之目的，使它成为一个具有几个大小不同量程的电流表。测量结果要看刻度盘上直流电流刻度来读数。通常刻度盘上第二行为电流刻度。同样，如果量程选择开关指向直流电压范围时，表头串接另外一些电阻(用串联电阻分压的原理，使它成为一个多程量的电压表)。读数要看刻度盘上直流电压刻度。大多数的万用表电压和电流合用一刻度。如果在测量直流电压的电路中接入一个整流器，便可测交流电压了。测电阻的原理与测直流电压相仿，只是测试时还须加一组电池。选择开关指向电阻范围时，刻度盘上找第一行电阻专用刻度读数即可。 万用表的型号很多，但其基本使用方法是相同的。现以MF30型万用表为例，介绍它的使用方法。使用前的准备第一，使用万用表之前，必须熟悉量程选择开关的作用。明确要测什么?怎样去测?然后将量程选择开关拨在需要测试档的位置。切不可弄错档位。例如：测量电压时误将选择开关拨在电流或电阻档时，容易把表头烧坏。第二，使用前观察一下表针是否指在零位。如果不指零位，可用螺丝刀调节表头上机械调零螺丝，使表针回零(一般不必每次都调)。红表笔要插入正极插口，黑表笔要插入负极插口。 电压的测量将量程选择开关的尖头对准标有V的五档范围内。若是测交流电压则应指向V处。依此类推，如果要改测电阻，开关应指向Ω档范围。测电流应指向mA或UA。测量电压时，要把电表表笔并接在被测电路上。根据被测电路的大约数值，选择一个合适的量程位置。干电池每节最大值为1．5V，所以可放在5V量程档。这时在面板上表针满刻度读数的500应作5来读数。即缩小100倍。如果表针指在300刻度处，则读为3V。注意量程开关尖头所指数值即为表头上表针满刻度读数的对应值，读表时只要据此折算，即可读出实值。除了电阻档外，量程开关所有档均按此方法读测量结果。在实际测量中，遇到不能确定被测电压的大约数值时，可以把开关先拨到最大量程档，再逐档减小量程到合适的位置。测量直流电压时应注意正、负极性，若表笔接反了，表针会反打。如果不知遭电路正负极性，可以把万田表量程放在最大档，在被测电路上很快试一下，看笔针怎么偏转，就可以判断出正、负极性， 测220V交流电。把量程开关拨到交流500V档。这时满刻度为500V，读数按照刻度1:1来读。将两表笔插入供电插座内，表针所指刻度处即为测得的电压值。测量交流电压时，表笔没有正负之分。 指针表和数字表的选用： 1、指针表读取精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小（比如测电视机数据总线（SDL）在传送数据时的轻微抖动）；数字表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。 2、指针表内一般有两块电池，一块低电压的1.5V，一块是高电压的9V或15V，其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档，指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多，用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声，用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管（LED）。

UJ31型低电势直流电位差计

UJ31型低电势直流电位差计 （市电型） 一、概述 UJ31型低电势直流电位差计中华人民共和国专业标准ZBY163-83的技术要求。 UJ31型低电势直流电位差计是采用补偿法来测量直流电动势或电压，如配用直流标准电阻时，还可以测量直流电流和电阻。若配用各种转换器时，还可进行非电量的测量。应在周围空气温度20±15℃，相对湿度≤80℅，且没有腐蚀性气体和有害杂质的环境下使用。 二、电位差计的工作原理 如图1所示，电位差计的工作原理是根据电 压补偿法，先使标准电池n E 与测量电路中的精密电阻T R 的两端电势差st U 相比较，再使被测电势差（或电压）x E 与准确可变的电势差x U 相比较，通过检流计G 两次指零来获得测量结果。电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。 （一）校准 将K 2打向“标准”位置，检流计和校准回路联接，T R 取一预定值，其大小由标准电池n E 的电动势确定（根据温度而定）；调节P R ，使检流计G 指零，即n E =I T R ，此时测量电路的工作电流已调好为I =n E /T R 。 校准工作电流的目的：使测量回路中的U R 流过一个已知的标准电流I ，以保证测量盘上精密电阻U R 的电压示值（刻度值）与加在其上的实际电压值相一致。 （二）测量 将K 2打向“未知”位置，检流计和被测电路联接，保持I 不变（即P R 不变），调节测量盘U R （Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个电阻转盘），使检流计G 指零，即有U x x IR U E ==。 由此可得 U T n x R R E E = 由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据U R 电阻值标出其对应的电压刻度值，因此只要读出U R 电阻盘刻度的电压读数，即为被测电动势x E 的测量值。所以，电位差计使用时，一定要先“校准”，后“测量”，两者不能倒置。 三、UJ31型电位差计面板结构名称与作用 Ⅰ、Ⅱ——步进测量盘，Ⅲ——滑线式测量盘： n E x E

综合比较直流电桥与交流电桥的异同

A B C D G R 1 R 2 R s R x E I 1 I 2 图1 直流电桥 综合比较直流电桥与交流电桥的异同 08物理一班 刘娟娟 20081041146 Liujuanjuan 摘要：通过实验了解直流电桥与交流桥路的特点和调节平衡的方法以及用直流电桥、交流电桥测电阻 的方法，了解直流电桥与交流电桥的区别 Abstract ： through the experiment about DC bridge and AC bridge circuit characteristics and regulation of balance and method of DC bridge, bridge methods of measuring resistance, understanding of DC bridge and the bridge between 关键词：直流电桥、交流电桥、电阻 Key words: DC bridge, bridge, resistance 引言：直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。 仪器介绍 直流电桥是一种用比较方法测电阻的仪器，其主要特点是测量精度高。和伏安法测电阻相比，电桥法将两个量（电压和电流）的测量转换成了一个量的平衡检测。平衡检测对阻值的变化很敏感，利用电桥对阻值变化敏感的特点，通过某种电阻式传感器还可以进行温度、湿度、压强等非电量的测量。 直流电桥主要分为单电桥（惠斯通电桥）和双电桥（开尔文电桥）。 单电桥用于测量1Ω－106Ω范围内的电阻值的电阻，双电桥用于测量1Ω以下的低电阻。 交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。交流电桥主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。 常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单臂电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。 图2 交流电桥原理

万用表的使用及注意事项

万用表的使用 一、培训目的及要求： （1）熟悉万用表的结构和使用方法; （2）掌握使用万用表测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻值的方法；（3）掌握使用万用表的注意事项。 二、培训内容： （1）用万用表的直流档和交流档分别测量具有调压器、变压器、滤波器、负载电路中各部分输出、输入端的电压; （2）用万用表的不同倍率档，测量二极管的正负向电阻; （3）测量直流电流和交流电流。 三、培训设备： 万用表一块、调压器一个、电源变压器和整流滤波元件、晶体二极管和电解 电容若干。 四、培训要点： 1、怎样使用万用表测量交流电压？ 使用万用表测量测量交流电压，应注意以下几点： （1）测量前必将转换开关拨到对应的交流电压量限档。如果误用直流电压档，表头指针将不动或略微抖动，如果误用直流电流档或电阻档，轻则打弯指针，重则烧损万用表。 （2）测量时将表笔并联在被测电路或被测元气件的两端。 （3）测量1000V以上的高压时，必须使用专用绝缘表笔和引线，先将接地表笔固定接在电路地电位上，然后用红色表笔去接触被测高压电源。测试过程中应严格执行高压操作的有关规程，操作者应戴绝缘手套或站在绝缘垫上，并

且单手操作，以防触电。 （4）在测量中严禁带电拨动转换开关来选择量限，以防电弧烧坏触点。（5）如果不知道被测电压数值，应先用表上最高一档试测。若表针偏很小，再逐渐换用低档次，直到表针移动到满刻度的三分之二为止。 （6）测量高压时，应使接点接触紧密，以免因接触不良而引起打火，或者 因接点脱落发生短路而造成意外事故。 2、怎样使用万用表测量直流电压和直流电流？ 直流电压的测量方法与交流电压的测量方法基本相同，下面只说明不同的几点： （1）仍然要注意正确选用档位。如果误选了交流电压档，读数可能偏高， 也可能为零（与万用表接线方法有关）;如果误选了电流档或电阻档，可能烧坏万用表。 （2）测量前，要注意表笔的正负极性，应将红色表笔接在被测电路或元器件的高电位端，黑色表笔接在被测电路或元器件的低电位端。如果表笔接反，表头指针将反向偏转，会撞弯表针。如果不知道被测点电位的高低，可使任一表笔先接触被测电路元器件的任意一端，另一表笔轻轻地试触一下另一被测端。如果表头指针向右（正方向）偏转，说明表笔正负极性正确;如果表头指针向左（反方向）偏转，说明表笔正负极性接反，此时倒换表笔既可进行测量。 使用万用表测量直流电流，应注意以下几点： （1）万用表必须与被测电路串联，测量时先断开电路串入电流表。如果误将电流表与负载并联，由于其内阻很小，将造成短路，导致仪表烧损，并可能毁坏被测电路。

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

惠斯通电桥 在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外， 还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I和电阻两 端的电压U，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点 是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为 电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可 用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进 行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。对于太小的 电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电 阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表， 而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 1．惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R0、R1、R2、R x Array连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有 检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为 电桥的“电源对角线”。E为线路中供电电源，学生实验用 双路直流稳压电源，电压可在0-30V之间调节。R保护为较大 的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取 最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计 和改变电桥灵敏度。

第十八章-直流电疗法

第十八章直流电疗法 一、学习要点 1. 掌握直流电及直流电离子导入的治疗作用、治疗方法。 2. 熟悉直流电及直流电离子导入的定义、适应证、禁忌证、注意事项。 3.了解直流电的生物物理作用、生物化学作用及生理作用；直流电药物离子导入的原理。 二、内容要点 【概述】 （一）生物物理作用与生物化学作用 1.对人体产生生物理化作用的基础 2.电解及电解产物 3.电泳与电渗 4.酸碱度改变 5.改变组织含水量 6.细胞膜通透性变化 7.组织兴奋性变化 （二）生理作用 1．促进局部小血管扩张、改善血液循环 2.对神经系统影响阳极下神经兴奋性降低而阴极下兴奋性升高。 3.对伤口的影响促进伤口肉芽生长、软化瘢痕、松解粘连 4.促进经脉血栓溶解退缩的作用 5.对骨骼的影响小量直流电可以促进骨折的愈合。 【直流电疗法】 （一）治疗作用 1．直流电阳极有减少水肿和渗出，消炎、镇痛作用；阴极有改善局部组织营养，促进伤口、溃疡愈合，软化瘢痕，松解粘连等作用。 2．全身治疗时，下行的电流起镇静作用，上行的电流起兴奋作用；对局部

治疗而言，阳极周围组织兴奋性降低，阴极下兴奋性增高。 3．较大的直流电对静脉血栓有促进溶解退缩的作用。 4．促进骨痂生长，骨折愈合。 5．对冠心病的治疗 6．对癌症的治疗 （二）治疗方法 1．主电极和副电极的应用 2．电极的放置方法 （1）对置法 （2）并置法 （3）斜对置法 3．治疗剂量与疗程 （1）治疗剂量：电流密度作为电流刺激强度的指标，电流密度以电极衬垫单位面积（每平方厘米）的电流强度计算，一般成人为0.05～0.10mA／cm2。最大不超过0.50mA／cm2，小儿为0.20～0.05mA／cm2。 （2）治疗时间、次数与疗程：15~20分/次，每天1次，视病情，10~20次为1个疗程。 4．操作方法 （1）选好治疗所需的电极板和衬垫 （2）患者取舒适体位，暴露治疗部位，检查患者皮肤，应查看有无知觉障碍，有无皮肤抓伤、擦伤 （3）放置衬垫，金属极板，盖胶布或塑料布，固定电极。 （4）开始治疗前，向患者交代治疗时应有的感觉。 （5）打开电源开关，然后以顺时针方向缓慢旋转电位器，调节电流强度。 （6）治疗完毕，缓慢向逆时针方向转动电位器，将电流调降到零位，先取下衬垫与电极，再关闭电源开关，检查治疗部位皮肤有无异常。 （三）临床应用 1．适应证偏头痛、三叉神经痛、坐骨神经痛、神经衰弱、癔症、自主神经失调、末梢神经炎、面神经麻痹、慢性胃炎、胃肠痉挛、高血压、关节炎、关节