1.了解交流电桥的基本原理和特点; 2.掌握交流电桥调节平衡的方法; 3.测量电容,电感及其损耗. 实验器材
1.万能电桥(QS18A型), 2.待测电容,电感 实验内容
用QS18A箱式万能电桥或数字电桥,测量上述电容和电感及各参数,比较测量结果与标称值间的百分误差.
1.测量待测电容器的电容量及其损耗因数
(1)将待测电容接在被测端钮上,(高电位接1,低电位接2).估计被测电容的大小,将\"量程开关\"旋转到合适的的量程上,\"测量选择开关\"放在\"C\"上,\"损耗倍率开关\"放在\"D×0. 01\"上,\"损耗平衡盘\"放在\"1\"左右,\"损耗微调\"逆时针旋到底.将\"灵敏度调节\"逆时针旋到底.\"拨动开关\"置\"内\则使用内部供给的1000Hz交流信号. (2)将灵敏度调节逐步增大,使电表指针偏转略小于满刻度.
(3)首先调节电桥的读数盘,然后调节\"损耗平衡盘\并观察电表的动向,使电表指0.再将灵敏度增大到指针小与满度,反复调节电桥读数盘和损耗平衡盘,直到灵敏度开到足够满足分辨出测量精度的要求,电表仍指0或接近于0,此时电桥达到最后平衡.则被测电容值=量程开关示值×电桥读数值(=读数+刻度盘值).损耗因数(D)=损耗倍率×损耗平衡值
(4)重复上述步骤(3)5次,将测量结果填入表格1中. 被测量 次数 1 2 3 4 5 平均值
C1 量程开关 电桥读数 损耗倍率 损耗平衡 C2 量程开关 电桥读数 损耗倍率 损耗平衡 C2 量程开关 电桥读数 损耗倍率 损耗平衡
2.测量待测电感的电感量及其损耗电阻,并计算其品质因数
(1)将待测电感接在被测端钮上.估计被测电感的大小,将\"量程开关\"旋转到合适的的量程上,\"测量选择开关\"放在\"L\"上,\"损耗倍率开关\"放在\"Q×1\"上,\"损耗平衡盘\"放在\"1\"左右,\"损耗微调\"逆时针旋到底.将\"灵敏度调节\"逆时针旋到底.\"拨动开关\"置\"内\".
(2)将灵敏度调节逐步增大,使电表指针偏转略小于满刻度.
(3)首先调节电桥的读数盘,然后调节\"损耗平衡盘\并观察电表的动向,使电表指0.再将灵敏度增大到指针小与满度,反复调节电桥读数盘和损耗平衡盘,直到灵敏度开到足够满足分辨出测量精度的要求,电表仍指0或接近于0,此时电桥达到最后平衡.则被测电感值=量程开关示值×电桥读数值(=读数+刻度盘值).品质因数(Q)=损耗倍率×损耗平衡值.
(4)重复上述步骤(3)5次,将测量结果填入自行设计的表格2中. 注意事项
(1)交流电桥测量时与电源的频率无关,但实践证明,电桥工作在1000Hz的频率下时,灵敏度最高,产生的测量误差也最小,因此,一般的交流电桥电源选取1000Hz的正弦
交流电.
(2)由于交流电桥的平衡需要同时满足两个条件,因此各臂的参量中至少要有两个是可以调节的,只有这两个被调节的参量,达到平衡时的数值,示零仪才指零.然而实际调节时总是先固定一个参量,使示零仪中的电流达到最小,然后,固定刚才调节的这个参量的数值,调节另一个,使示零仪中的电流达到最小值.为了将电桥调的完全平衡,必须反复调节这两个参量逐次逼**衡.
(3)空间杂散信号对示零仪的干扰:在交流电桥的调节中,很难出现示零仪确实指零的情况,即使电桥确已达到平衡,示零仪仍不指零,这说明仍有微小电流流过它,这是由于空间中存在的杂散交流信号进入了示零仪而造成的,如无线电信号,电机干扰,人体上带的交流信号,特别是市电50Hz的交流电更是显著.所以在交流电桥的调节中只能要求调节指零仪示数到不能再小的程度就认为电桥平衡了.这显然使电桥的不平衡和外界对示零仪的干扰混淆不清,实验操作过程中应设法消除或消弱外界的干扰.
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