物理实验(用惠斯通电桥测电阻)实验报告

物理实验（用惠斯通电桥测电阻）实验报告

首都师范大学

物质与现实报告

班级，字母工人，c班，d组，姓氏，名字，李玲，学校编号，1111000048，日期，2013年4月24日，讲师，刘利峰

[实验主题] _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _用惠斯通电桥测量电阻_ _ _[实验目的]

1.掌握用惠斯通电桥测量电阻的原理；

2.了解如何正确使用惠斯通电桥测量电阻。

3.了解几种提高桥梁灵敏度的方法。4、学会测量单个电桥的灵敏度。

[实验仪器]

QJ- 23箱式电桥、滑动电阻、旋转手柄电阻箱(0 ~ 99999.9ω)、检流计、DC电源、

待测电阻、开关、电线。

[实验原理]

1.惠斯通电桥测量电阻的原理

图5.1是惠斯通电桥的示意图。在图中，R1、R2和R0是电阻值已知的电阻。它们与被测电阻Rx连接成一个四边形，每一侧称为电桥的一个臂。电源E连接在四边形的对角A和对角B之间；检流计G连接在对角C和D之间，就像一座桥。电源接通，电流流过桥式电路的所有支路。当C和D之间的电位不相等时，电桥电路中的电流IG≠0会导致检流计的指针偏转。当C和D之间的电势相等时，“电桥”电

路中的电流IG=0等于0，检流计指针指向零，那么我们称电桥处于平衡状态。当桥平衡时，

,

Rx的测量公式可以通过将两个公式(5-1)相除来获得

电阻R1R2是电桥的比率臂，R0是比较臂，Rx是待测臂。

只要检流计足够灵敏，方程(1)就可以很好地成立，并且测量的电阻Rx可以从仅三个已知电阻的值获得，而不管电源电压如何。由于R1、R2和R0可以使用标准电阻，并且标准电阻可以非常精确，因此该过程相当于将Rx与标准电阻进行比较，因此测量精度非常高。

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2.桥梁的灵敏度

电桥平衡后，R0改变△R0，检流计指针偏转△n格。如果一个小的△R0可以引起一个大的△n偏转，那么电桥的灵敏度就高，电桥的平衡可以更好地判断。电流表(电流表)的灵敏度

基于单位电流变化

由以下原因引起的仪表指针偏转

由格数(5-2)定义

同样在完全平衡的电桥中，如果测量臂电阻Rx变化很小△Rx，检流计指针偏转的晶格数△n将被定义为电桥灵敏度，即(5-3)，但电桥灵敏度不能直接用来判断电桥在测量电阻时产生的误差，所以使用它

相对灵敏度用于测量电桥测量的精度，即(5-4)

定义为电桥的相对灵敏度。它反映了电桥对电阻相对变化的分辨能力，电桥的灵敏度可以在实验中测量。可以证明，通过改变任何桥臂，桥的相对灵敏度是相同的。

(5-5)

当桥接近平衡点并且是一个小的量时，它可以被获得

(5-6)

根据公式(5-6)的分析:

(1)电桥灵敏度S与检流计灵敏度成正比，检流计灵敏度越高，电桥灵敏度越高。

(2)电桥的灵敏度与电源电压E成正比。为了提高电桥的灵敏度，可以适当增加电源电压E。

(3)电桥灵敏度遵循四个电桥臂上的电阻值

随着的增加和减少，随着

()增加但减少。如果臂上的电阻值过大，其灵敏度将大大降低。如果臂上的电阻值相差太大，其灵敏度也会降低。

上述结论为提高桥梁的相对灵敏度指明了方向。需要指出的是，为了通过增加电源电压和减小电桥各臂的电阻值来提高电桥的相对灵敏度，各臂电阻的负载不得超过其额定功率，否则臂电阻将被损坏。

同时，为了提高其测量灵敏度，成品电桥通常配备一个外部检流计和一个外部电源端子。然而，不能无限制地增加外部电源电压的选择，以提高其测量灵敏度，还必须考虑桥臂电阻的额定功率，否则将有烧毁桥臂电阻的风险。

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[实验内容]

首先，使用自组装惠斯通电桥来测量电阻

测量的电路图如图5.1所示。在图中，R1、R2和R0都是旋转臂电阻箱，Rx是要测量的电阻，滑动变阻器的功能是调节施加在电桥两端的电压。具体实验步骤如下:

1.首先用万用表粗略测量待测电阻的大小，然后选择合适的比值

2.调节电源输出旋钮，输出相对较低的电压，调节R0，防止电流计指针偏转，然后增加电源输出电压，继续调节R0，防止电流计指针偏转，此时记下R0值，用公式(5-1)计算待测电阻值。

3.对于相同的测量电阻，使用三个不同的比例臂，重复步骤(2)进行测量，并将三次测量的平均值作为最终比率Rx(？)要测量的阻力(交换，(？)R1(？)R2(？)R0(？)R？RR102标称值(？)k？R1/R2 50 800 0.1 1 100 1000 1000值。请填写以下表格:

本实验使用AC5/2型0.5级DC指针式检流计。它的灵敏度相对较高。使用时必须注意:(1)将指针锁定旋钮转到白点。此时，指针可以旋转进行零点校准。

(2)测试时，按下“电表”开关，将电流表与电路连接，否则指针不会偏转。断电后，如果指针

来回摆动时，可按下“短路”开关，使其尽快停止，以便再次测试。(3)当电桥最初调整平衡时，如果发现当按下“静电计”开关时指针以更

快的速度向一侧倾斜，这

“静电计\开关”应立即释放，以防止非瞬时过载造成的损坏。小心不要锁定“静电计”按钮。

(4)为了检查电桥是否达到平衡，需要按下“静电计”按钮，指针没有任何明显的摆动。

不要依赖指针是否指向零。

(5)测量后，指针锁定按钮应转到红点，停止电流计指针。

第二，使用惠斯通电桥测量电阻。

盒式电桥是用来封装电桥的所有元件，包括标准电阻箱、检流计、保护电阻、电源、开关等。装入一个盒子，便于携带和使用。箱形桥有不同的类型。本实验中使用的QJ-23 DC单臂电桥，也称为惠斯通电桥，适用于测量10ω以上的中值电阻。具体实验步骤如下:

1.首先调整零点。当没有电流通过检流计时，它的指针应该指向零点。

2.将待测电阻Rx连接在端子Rx1和Rx2之间，并根据待测电阻的电阻值适当选择比值臂K值(见放大选择表)。K值应使比较臂(电阻箱)上的四个标度转盘参与调节，即确保电阻测量结果达到四位有效数字。

3.k通常应设置为估计值。同时按下电源按钮B和按钮G，打开检流计，观察检流计指针的偏转。如果指针偏向“+”侧，待测电阻Rx大于估计值。此时，比较臂上的电阻指示值应该增加。另一方面，如果检流计指针偏置到“一”侧，表示要测量的电阻Rx小于估计值，则比较臂上的电阻指示值应该减小。调节四个旋钮(4