专题二 电桥测量电阻（课件）-山东省职教高考《电气测量技术》(高教版）专题复习讲练测

专题二 电桥测量电阻 《电气测量技术》（高教社） 专题复习讲练测 1 目录 01 考纲解读 03 考题讲解 05 归纳小结 02 知识点梳理 04 课内练习 2 常见考点： 直流单臂电桥测量电阻的基本原理：理解电桥平衡条件（R1R4 = R2R3），以及如何利用该条件计算未知电阻。 直流单臂电桥的结构与操作：熟悉直流单臂电桥的主要组成部分（如比率臂、比较臂、检流计等），掌握电桥的正确接线方法和操作步骤。 测量过程中的注意事项：了解在测量过程中需要特别注意的事项，如电源的稳定性、检流计的使用、测量前的调零等。 直流双臂电桥的特点与应用：理解直流双臂电桥相比单臂电桥在测量低阻值电阻时的优势，掌握其工作原理和使用方法。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 考试要求 01 2.要求考生能够独立完成电桥的接线、调零、测量、读数及数据处理等整个测量过程，并能根据测量结果分析误差原因。 02 3. 要求考生具备基本的故障排查能力，能够识别并解决电桥测量过程中出现的常见问题。 03 1.要求考生能够准确阐述直流单臂电桥和直流双臂电桥的基本原理、结构特点、适用范围等。 4 易考题型： 选择题：考察考生对直流单臂电桥和直流双臂电桥基本原理、结构特点、适用范围等理论知识的掌握情况。 填空题：要求考生准确填写电桥测量过程中的关键步骤、注意事项或计算公式等。 简答题：要求考生阐述电桥测量电阻的工作原理、操作要点或误差分析等内容。 计算题：给定电桥测量过程中的相关数据，要求考生根据电桥平衡条件计算出未知电阻的阻值，并进行必要的误差分析。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 一、直流单臂电桥测量电阻 1.认识直流单臂电桥 直流单臂电桥是一种用于测量电阻的精密仪器。 它由比率臂、比较臂、检流计和电源等组成。 2.探究直流单臂电桥测量电阻的工作原理 基于电桥平衡条件：R1×R4 = R2×R3，其中R1、R2、R3为已知电阻，R4为未知电阻。 当电桥平衡时，检流计指示为零，此时可通过已知电阻计算未知电阻R4的值。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 3.使用直流单臂电桥测量电阻 按照电桥说明书正确接线。 进行电桥调零操作。 选择合适的量程和倍率。 读取检流计指示，调整电阻使电桥平衡。 计算未知电阻的值。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： 二、直流双臂电桥测量电阻 1.认识直流双臂电桥 直流双臂电桥是一种更精密的电阻测量仪器。 它适用于测量低阻值电阻，具有更高的测量精度。 2.探究直流双臂电桥测量电阻的工作原理 同样基于电桥平衡条件，但双臂电桥通过引入额外的电阻臂来减小接触电阻和导线电阻的影响。 通过调整电阻臂的阻值使电桥平衡，从而计算未知电阻的值。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： 三、维护与保养 直流双臂电桥的维护与保养 定期检查电桥的接线和接触情况，确保良好接触。 定期清洁电桥表面和内部零件，避免灰尘和污垢积累。 存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中。 长期不使用时，应取出电池并妥善保管电桥。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 重点概念复习： 流单臂电桥主要由比率臂、比较臂、检流计和电源四部分组成，用于测量未知电阻。 基于电桥平衡条件R1×R4 = R2×R3，通过调整已知电阻使电桥平衡，从而计算未知电阻R4的值。 接线、调零、选择量程和倍率、读取检流计指示、调整电阻使电桥平衡、计算未知电阻。 直流双臂电桥适用于测量低阻值电阻，具有更高的测量精度，通过引入额外的电阻臂来减小误差。 同样基于电桥平衡条件，但双臂电桥通过特殊的接线方式减小了接触电阻和导线电阻的影响。 二.知识点梳理和重点概念复习 11 1. 直流电桥测量电阻时，为了减小温度对测量结果的影响，应采取的措施是？ A. 增加测量次数 B. 增大电源电压 C. 保持电桥各部件温度一致 D. 减小检流计灵敏度 答案：C 解析：为了减小温度对测量结果的影响，应尽可能保持电桥各部件的温度一致，以减少因温度变化引起的电阻变化。 三.常考习题练习与讲解 选择题 12 2.在使用直流电桥进行电阻测量时，如果电源电压不稳定，最有效的方法是？ A. 增大桥臂电阻 B. 减小检流计灵敏度 C. 使用稳压电源 D. 增加测量次数 答案：C 解析：使用稳压电源可以确保电源电压的稳定性，从而减小因电源电压波动引起的测量误差。 三.常考习题练习与讲解 选择题 13 3. 直流双臂电桥中，为什么需要采用四端钮接线方式？ A. 增大测量范围 B. 减小引线电阻和接触电阻的影响 C. 提高测量速度 D. 简化操作步骤 答案：B 解析：直流双臂电桥采用四端钮接线方式是为了消除引线电阻和接触电阻对测量结果的影响，提高测量精度。 三.常考习题练习与讲解 选择题 14 4. 在直流电桥测量电阻的实验中，如果检流计指针偏转方向与预期相反，可能是因为？ A. 电源极性接反 B. 桥臂电阻选择不当 C. 检流计故障 D. 测量环境有强磁场 答案：A。解析：如果检流计指针偏转方向与预期相反，很可能是因为电源极性接反，导致电流方向与预期相反。 三.常考习题练习与讲解 选择题 15 5. 直流电桥测量电阻时，为了减小测量误差，可以采取的措施不包括？ A. 选用高精度的桥臂电阻 B. 使用高灵敏度的检流计 C. 增大电源电压以提高检流计偏转量 D. 多次测量取平均值 答案：C 解析：虽然增大电源电压可以增加检流计的偏转量，但过大的电源电压也可能引入其他误差因素，如电桥内部元件的非线性效应等。 三.常考习题练习与讲解 选择题 16 6. 在直流电桥测量电阻的实验中，如果待测电阻的阻值未知且范围较大，应如何选择合适的桥臂电阻？ A. 随意选择 B. 选择最大值 C. 选择最小值 D. 根据预估阻值范围合理选择 答案：D 解析：在直流电桥测量电阻的实验中，应根据待测电阻的预估阻值范围合理选择桥臂电阻，以便更快地调整电桥达到平衡状态，并减小测量误差。 三.常考习题练习与讲解 选择题 17 7. 直流电桥测量电阻的精度主要受哪些因素影响？（单选，但考虑主要因素） A. 检流计的灵敏度 B. 电源电压的稳定性 C. 桥臂电阻的精度 D. 测量环境的温度 答案：C 解析：虽然所有选项都可能对测量精度产生影响，但桥臂电阻的精度通常是影响直流电桥测量电阻精度的最主要因素。 三.常考习题练习与讲解 选择题 18 8.在使用直流电桥测量电阻之前，为什么需要对电桥进行预热？ A. 消除机械应力 B. 稳定电桥内部元件的温度 C. 提高检流计的灵敏度 D. 减小电桥的体积 答案：B 解析：预热电桥可以使其内部元件达到稳定的温度状态，从而减小因温度变化引起的测量误差。 三.常考习题练习与讲解 选择题 19 9.直流电桥测量电阻时，如果检流计指针始终无法回到零位，且已确认桥臂电阻和检流计均正常，可能的原因是？ A. 电源电压不稳定 B. 待测电阻值过大 C. 测量环境有电磁干扰 D. 桥臂电阻的阻值选择不当 答案：C 解析：在确认桥臂电阻和检流计均正常的情况下，如果检流计指针始终无法回到零位，可能是测量环境存在电磁干扰导致的。 三.常考习题练习与讲解 选择题 20 10.下列哪项是直流电桥测量电阻时不需要注意的？ A. 保持电桥各部件清洁无锈蚀 B. 接线要牢固可靠 C. 随意摆放电桥和检流计 D. 测量完毕后要断开电源 答案：C 解析：在直流电桥测量电阻时，需要注意保持电桥各部件的清洁无锈蚀、接线牢固可靠以及测量完毕后断开电源等事项。 三.常考习题练习与讲解 选择题 21 1.当待测电阻阻值范围未知时，应首先使用______电桥进行粗测。 答案：直流单臂 解析：直流单臂电桥量程范围较广，适合初步估计电阻值。 2.使用直流电桥测量电阻时，引入的主要误差来源包括______。 答案：仪器误差、读数误差、环境温度变化 解析：这些因素都可能对测量结果产生影响。 三.常考习题练习与讲解 填空题 22 3.若直流单臂电桥在R×100档下，指针指在20，且该档位下每格代表10Ω，则待测电阻值为______。 答案：2000Ω 解析：20×100×10=2000Ω。 4.直流双臂电桥相比单臂电桥，在测量低阻值电阻时的主要优势是______。 答案：消除了接触电阻和引线电阻的影响 解析：这是双臂电桥设计的主要目的和优势。 三.常考习题练习与讲解 填空题 23 5.直流双臂电桥测量时，若检流计指针始终偏向一侧且无法调整至平衡，可能的原因是______。 答案：比较臂电阻损坏或接触不良 解析：比较臂电阻是电桥平衡的关键，损坏或接触不良会导致无法平衡。 6.除了定期检查检流计的灵敏度外，直流双臂电桥的维护与保养还应包括______。 答案：清洁接触点、检查并紧固所有连接、定期更换磨损的部件 解析：清洁接触点确保良好接触，检查并紧固连接防止松动影响测量。 三.常考习题练习与讲解 填空题 24 1. 当待测电阻阻值范围未知时，应首先使用直流双臂电桥进行粗测。（ ） 答案：错误 解析：由于直流双臂电桥更适合测量低阻值电阻，且操作相对复杂，因此应先使用直流单臂电桥进行粗测。 2. 直流电桥测量电阻时，引入的误差主要来源于仪器误差和读数误差。（ ） 答案：错误 解析：除了仪器误差和读数误差外，环境温度变化、电源稳定性等因素也可能引入误差。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3. 直流单臂电桥在测量时，可直接从刻度盘上读出待测电阻的准确值。（ ） 答案：错误 解析：通常需要从刻度盘上读出比例值，然后根据所选量程和比例关系计算出待测电阻的准确值。 4.直流双臂电桥相比直流单臂电桥，在测量所有阻值范围的电阻时都具有优势。（ ） 答案：错误 解析：直流双臂电桥在测量低阻值电阻时具有明显优势，但在测量高阻值电阻时可能不如直流单臂电桥方便或准确。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.直流双臂电桥测量时，若检流计指针始终偏向一侧且无法调整至平衡，一定是比较臂电阻损坏。（ ） 答案：错误。 解析：除了比较臂电阻损坏外，还可能是电源问题、检流计故障、接触不良、环境温度变化引起的电阻值变化等多种因素导致的。 6. 在使用直流电桥（包括单臂和双臂）测量电阻时，只要保证电源电压稳定，就可以获得准确的测量结果。（ ） 答案：错误。解析：虽然电源电压的稳定性是获得准确测量结果的一个重要因素，但在使用直流电桥测量电阻时，还需要考虑其他多个条件， 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.在直流单臂电桥中，已知R1=100Ω，R2 =200Ω，R3 =300Ω，电桥平衡时，求待测电阻Rx的值。 答案： 根据直流单臂电桥的平衡条件，有 R1/Rx= R3/R2 代入已知值，得100/R x = 300/200 ​解此方程，得Rx=2/3×100=66.67Ω 三.常考习题练习与讲解 计算题 2.在直流单臂电桥中，已知三个桥臂的电阻分别为R1=10Ω，R2=20Ω，R3=50Ω。当电桥平衡时，待测电阻Rx与R2的比值是多少？ 答案： 根据直流单臂电桥的平衡条件，有R1/Rx=R3/R2​​ 代入已知值，得10/Rx=50/20​ 解此方程，得Rx/R2=10×20/50=2/5​ 因此，待测电阻Rx与R2的比值是2/5。 三.常考习题练习与讲解 计算题 3.使用直流双臂电桥测量一个低阻值电阻，已知在电桥平衡时，标准电阻Rs=1Ω，桥臂电阻R2=10Ω，R3=100Ω，且检流计显示无电流通过。求待测电阻Rx的精确值（保留四位小数）。 答案： 根据直流双臂电桥的平衡条件，有Rs/Rx=R3/R2 代入已知值，得1/Rx=100/10 解此方程，得Rx=10/100=0.1000Ω 三.常考习题练习与讲解 计算题 4.使用直流双臂电桥测量一个低阻值电阻，已知在电桥平衡时，标准电阻Rs=0.1Ω，桥臂电阻R2=1Ω，R3=10Ω，且检流计显示无电流通过。若仪器本身的系统误差为±0.05%，请计算待测电阻Rx的值，并估计包含系统误差在内的总误差范围（以绝对误差表示）。 答案：直流双臂电桥的平衡条件，Rs/Rx=R3/R2​​，得0.1/Rx=10​，Rx=100.1×1​=0.01Ω，接下来计算包含系统误差在内的总误差范围。系统误差为±0.05%，转换为绝对误差=0.01Ω×0.05%=0.01Ω×0.0005=5×10−6Ω因此，包含系统误差在内的总误差范围为：Rx±5×10−6Ω即待测电阻Rx​的值为0.01Ω 三.常考习题练习与讲解 计算题 1. 简述直流单臂电桥（如惠斯通电桥）的基本组成，并说明其测量电阻的基本原理。 答案： 组成：直流单臂电桥由电源、检流计、四个桥臂电阻（包括标准电阻、待测电阻和另外两个可调电阻）组成。 基本原理：通过调整桥臂电阻使电桥达到平衡状态（即检流计无电流通过），此时桥臂电阻满足一定的比例关系，从而可以计算出待测电阻的值。 四.课内练习与讲解 2.简述使用直流单臂电桥测量电阻的基本步骤。 答案： 预热电桥并调整检流计零点。 估计待测电阻的大致范围，选择合适的量程和标准电阻。 将待测电阻接入电桥，并连接好其他桥臂电阻。 调整可调电阻，观察检流计指针偏转情况，直至指针指零（电桥平衡）。 记录此时的可调电阻值或直接从电桥读数系统读取待测电阻值。 四.课内练习与讲解 3. 分析影响直流单臂电桥测量精度的主要因素，并提出改进措施。 答案： 主要因素：电源电压稳定性、检流计灵敏度、接触电阻和引线电阻、环境温度变化等。 改进措施：使用稳压电源、提高检流计灵敏度、采用四端钮接法减小接触电阻和引线电阻的影响、在恒温条件下进行测量等。 四.课内练习与讲解 4.为什么在测量低阻值电阻时，常采用直流双臂电桥（凯尔文电桥）而非直流单臂电桥？ 答案： 直流双臂电桥采用四端钮连接，能够更有效地消除接触电阻和引线电阻的影响，从而提高测量低阻值电阻时的精度。此外，直流双臂电桥还具有更高的灵敏度和稳定性。 四.课内练习与讲解 5. 简述直流双臂电桥测量电阻的工作原理，并说明其相比直流单臂电桥的优势。 答案： 工作原理：直流双臂电桥通过调整桥臂电阻使电桥达到平衡状态，根据桥臂电阻的比例关系计算出待测电阻值。与直流单臂电桥不同的是，直流双臂电桥采用四端钮连接，分别用于通过电流和测量电压，从而减小了接触电阻和引线电阻对测量结果的影响。 优势：能够更精确地测量低阻值电阻，提高了测量精度和稳定性。 四.课内练习与讲解 6. 使用直流双臂电桥测量一个未知阻值的低电阻，请详细描述测量步骤。 答案： 预热电桥并调整检流计零点。 估计待测电阻的大致范围，选择合适的量程。 将待测电阻接入电桥，注意使用四端钮连接法以减小接触电阻和引线电阻的影响。 调整可调电阻，观察检流计指针偏转情况，直至指针指零（电桥平衡）。 记录此时的可调电阻值或直接从电桥读数系统读取待测电阻值。 四.课内练习与讲解 7. 简述直流双臂电桥的日常维护与保养要点。 答案： 定期检查电桥各部件是否完好，如有损坏应及时更换。 定期清洁电桥表面和内部接触点，保持其干净无尘。 存放时应避免潮湿、高温和强磁场等环境，以免影响电桥性能。 长时间不使用时应拔掉电源插头，以防电器元件老化或损坏。 四.课内练习与讲解 8. 在使用直流双臂电桥测量电阻时，如果检流计指针始终偏向一侧且无法调至平衡，相应的故障排除方法是什么。 答案： 故障排除方法： 检查电源电压是否稳定且符合电桥要求，必要时更换电源。 检查检流计是否完好，重新进行调零操作。 检查桥臂电阻连接是否牢固，用万用表检测电阻值是否正常，如有损坏则更换。 检查待测电阻的连接方式是否正确，确保接触良好，无松动或短路现象。 在恒温条件下进行测量，或记录环境温度变化对测量结果的影响并进行修正。 四.课内练习与讲解 本课程主要介绍了电桥测量电阻的基本原理和方法，重点讲解了直流单臂电桥和直流双臂电桥的结构、工作原理及使用步骤。通过学习，我们了解到直流单臂电桥适用于一般电阻的测量，其工作原理基于电桥平衡条件，通过调整已知电阻使电桥平衡，从而计算未知电阻的值。而直流双臂电桥则适用于测量低阻值电阻，具有更高的测量精度，其通过特殊的接线方式减小了接触电阻和导线电阻的影响。此外，我们还学习了如何使用这两种电桥进行电阻测量，并掌握了直流双臂电桥的维护与保养方法。通过本课程的学习，我们对电桥测量电阻的方法有了更深入的了解，为今后的电阻测量工作打下了坚实的基础。 五.课程小结 重点复习知识点： 1.接线（注意双臂的接线方式）、调零、选择量程和倍率、读取检流计指示、调整电阻使电桥平衡、计算未知电阻（注意双臂电桥的读数方式）。 2.直流双臂电桥在测量低阻值电阻时具有更高的精度，但操作相对复杂；直流单臂电桥适用于一般电阻的测量，操作相对简单。 3.电源波动、接触电阻、导线电阻、检流计灵敏度等都会影响电桥测量的精度。 4.使用稳定电源、保持良好的接触、选择合适的导线、定期校准检流计等。 5.定期检查接线和接触情况、清洁电桥表面和内部零件、存放在干燥通风的环境中、长期不使用时取出电池并妥善保管。 五.课程小结 感谢观看 $$