交流电桥实验报告(2)

品质因素 Q=ωLx/Rx=ωR3C3 (28.16)

取R3、C4为可调参数，固定R2、R4，能使桥路较快达到平衡，由于电桥测得的Q值正比于R3，而R3又不能很大，故不适于测量Q值很高的电感．在麦克斯韦——维恩电桥中，电容和电感间基本没有电磁干扰，容易提高测量的精度，比电感比较型电桥有明显的优越性．

4．交流电桥平衡的调节

根据交流电桥的基本原理，各桥臂的参量中至少要有二个可调，只有两参量同时满足平衡条件，平衡指示器D示零．在实际中，并不是两参量同时调整，而是先调其中一个，使指示值达到尽可能小，继而调另一个，使指示器值再次减小，经过反复调节使指示器指零(或某一无法再小的值)．因此，交流电桥的平衡是逐次逼近的．为了调整方便、迅速．并保证结果有足够的精度，常使用下列方法：

(1)根据实验条件选定可调参数，将反映被测量Cx(或Lx)的作为主可调参数，反映元件损耗Q(或tgδx)的作为次可调参数．

(2)根据待测元件的粗测值(或估计值)，将各臂参量预置于某一数值．作为主可调的标准件，应按其精度等级可能提供的最多有效数字的位数来选择可用的盘数．然后，在最大读数盘置一合适值，作为次可调的元件在第一次调整中，其作用可以忽略．若此可调元件所在桥臂联接方式是串联，可置零值；若是并联，则可置最大值．对于二固定参数，可根据Cx(或Lx)的测定公式，由被测量的粗测值和主调参数的数量级初步确定其比值(或乘积值)后，再取合适值．

(3)分步调节主可调参数和次可调参数，反复多次．调整开始时，电源电压应较小，指示器量程应足够大，在电桥趋于平衡的过程中，逐渐提高电压，减小指示器量程，直至可调参数的改变不能使指示器示数减小为止．但提高电压注意各桥臂的额定功率．

(4)当电桥处在平衡态时，若要测某直接量的灵敏度误差，可改变该量的大小，直到指示器有可分辨的示值，则此改变量即是所测的误差．交流电桥也能用“高位定低位”的方法检定桥路是否达到平衡，这是很实用的测量技巧．交流电桥的系统误差也能用交换元件位置、元件代替以及改变桥臂位置等组合测量的方法来减小或消除．

四、实验内容

1．用自组串联电容比较电桥测定一个未知电容(约1μF)的电容量Cx和直接量的误差，按误差传递计算ΔCx和Rx及损耗因子tgδx．

2．用自组麦克斯韦－维恩电桥测定一个未知电感(约10mH,100Ω)的电感量Lx、Rx，计算Q值．

3．用数字电桥重测上述电抗元件及未知电阻．

4．用自组桥测量时，电源供电频率取为1KHz，输出电压范围取1～4V对Cx与Lx测量精度的具体要求由实验室给出．

五、注意事项

1．本实验使用的仪器，多具有金属屏蔽壳和接地端，连接电路时要注意接地端的连接，使外界干扰达到最小．

2．测量时要随着桥路趋于平衡逐渐提高电源电压，减小平衡指示器的量程．注意仪表过载．

六、思考与回答

1．交流电桥平衡的条件是什么?

2．实际电容、电感与理论电容、电感有何区别?衡量电感线圈的品质是什么?如何定义?

3．比较惠斯通电桥与交流电桥操作过程中的异同，调节交流电桥的平衡有何体会?

4．在交流电桥中，有的将标准电容与电阻箱串联进行调节，也有的将标准电容与电阻箱并联进行调节，此并联电阻或串联电阻的取值大小各有何特点？（可结合具体线路思考）

篇二：交流电桥

实验报告 交流电桥

物理科学与技术学院 13级弘毅班 吴雨桥 2013301020142 【实验目的】 1.了解交流电桥的结构和平衡条件。

2.懂得交流电桥测量C、L、R等的原理，学会推导测量公式，并学会使用万能电桥。

3.掌握电桥的最佳测量方法。

4.能根据电桥实际的平衡指示灵敏度的相应测量精度，记录和处理实验结果。

【实验器材】

功率信号发生器、MF-20晶体管万用表或晶体管毫伏表、交直流电阻箱、标准电容箱、电感箱、待测电容电感、万能电桥。

【实验原理】

交流电桥的平衡条件：交流电桥两两相对桥臂的阻抗之模的乘积相等，且其幅角的和也相等。

1.简便电桥测电感电容

1）简便电桥测电感的电桥平衡条

件

????=??2????

??????=??2（??3+??????）

简

便

电

桥

测

电

容

的

电

桥

平

衡

????=??4????

??????=??2 （??3+??????)

条

件

2）值得注意的问题

(1)对供桥电源的选择问题 (2)调节参量的选择问题 (3)各桥臂参量的初值设置问题 (4)调节顺序的问题 (5)影响测量误差的参数问题。

3）电桥的平衡指示灵敏度S

定义：当电桥调节到某种程度的平衡后，若调整某一桥臂的±?z值，使UAB的变量±?UAB能被平衡指示器显出±?n，且刚好被观察者察觉，定义S=

1???/??

增大S的四种途径：(1)提高电压表灵敏度，或减小其量程。 (2)增大电桥的供电电压 (3)四个桥臂的复阻抗彼此相等时，S出现极大值 (4)尽可能减小A、B两点之间的干扰电压值。

2.麦克斯韦电桥测电感

????=??1??4????

??????=??1??4/??3

在解的过程中要求??

2

??????2

=(???????1

【实验内容】 1.简便电桥测电容Cx

(1)接好电路图，并设置好各个参量的初始值。 (2)将指零计放在合适的量程。

(3)设置信号源f=1000Hz，输出电压为3.0URMS，并保持恒定。 (4)“逐位扫值”地调节Cs值，使指零器指示值UAB逐渐达到极小值，数据录入表格。

(5)逐步增大R3的值（注意电阻箱接线柱的选取），使UAB出现极小值。

(6)反复调节Cs和R3，使UAB<1.5mV，此时可以认为电桥处于平衡状态。

2.麦克斯韦电桥测电感Lx

实验步骤仿照简便电桥测电容的方法。 【数据处理】 1.简便电桥测电容

2.麦克斯韦电桥测电感Lx

测得的Cx的平均值为C=(0.9348+0.9352+0.9345)/3=0.9348

2标准差s= 3??=1 ??????? =0.00035

21

误差百分比=s/C=0.037%

测得的rcx的平均值为rc=(10.5+11+11)/3=10.83

2标准差s= 3??=1 rcx?rc =0.2887

21

误差百分比=s/rc=2.67%

测得的Lx的平均值为L=(10900+10900+10930)/3=10910 …… 此处隐藏：882字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……