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摘要:利用非平衡直流电桥分别测量升温和降温过程中铜电阻的温度系数并对这两种方法进行分析比较。

关键词:非平衡直流电桥,电阻温度系数

电桥的测量方式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。而实际工程和实验中，很多物理量是连续变化的，不能利用平衡电桥的方法进行测量，只能采用非平衡电桥才能测量。非平衡电桥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他物理量，比如温度、压力、形变等[1-4]。

1实验原理及仪器

非平衡电桥原理如图1所示，E，D之间为一电压表，只要读出电压表的值U0，就可计算得到Rx。

5结论分析

(1)由图1和图2得出的数据，我们可知两种情况下得出的铜电阻温度系数和0℃时的铜电阻值差别都不大，分别都在1.6×10－3/℃和54.2Ω附近，与理论值很接近。

(2)金属电阻在温度不太高和不太低的情况下，电阻与温度成线性关系。文中图1和图2两种情况完全符合。但图1中最低点稍稍偏离直线，说明铜电阻在升温初期由于加热不均匀，测量的电压值存在误差。但图2是降温过程，更符合理论情况。

(3)由于图1是升温过程，如果使用合适的加热源，测量数据从室温(20.8℃)加热至60.0℃所需时间大约为40分钟。但按照图2方法，铜电阻从60.0℃将至25.0℃(如降至室温则花费时间更久，越接近室温降温速率越慢)所需时间大约为90分钟。从学生实践操作上分析，图1方法更合适。

(4)由于可调电阻R1只能精确到1Ω，预调平衡时无法使电压表示数完全调至0mV，故可提高可调电阻的精确度使实验数据更接近理论值。

参考文献:

[1]李林，徐泽红，吴新全.应用非平衡电桥测量电阻实验的研究[J].实验技术与管理，2007，24(3):31-34.

[2]王永乐，张昌民.用非平衡电桥测金属导体的电阻温度系数[J].大学物理实验，1995，8(1):1-5.

[3]罗志高，沈韩，张锦.半导体热敏电阻和铜电阻的温度特性研究[J].大学物理实验，2013，26(5):40-43.

[4]代海洋，翟凤潇，蒋适春.惠斯通电桥电阻及电阻温度系数图教学探论[J].大学物理实验，2017(2):72-75.