实验九直流单臂电桥
简述直流单臂电桥的工作原理
简述直流单臂电桥的工作原理一、引言直流单臂电桥是一种常见的电路，用于测量电阻、电容、电感等物理量。
它的工作原理基于电桥平衡条件，通过调节电桥中的元件值使其达到平衡状态，从而得到待测物理量的数值。
二、直流单臂电桥的基本结构直流单臂电桥由四个元件组成：待测元件R1、已知元件R2、可变元件R3和检流表G。
其中，待测元件R1是需要测量的物理量，已知元件R2是已知大小的标准参考物，可变元件R3用来调节电桥平衡状态，在平衡时与已知元件R2相等。
检流表G用来检测电桥中的电流大小。
三、直流单臂电桥的工作原理当直流电源施加在单臂电桥上时，由于待测元件R1存在一定阻值，使得通过它和可变元件R3之间产生了一个不为零的电势差。
这个差值会导致从A点到B点产生一个有向闭合回路，并且在这个回路中存在一个未知大小和方向的漏洞电流Ix。
为了消除这个漏洞电流Ix，并使得电桥达到平衡状态，需要调节可变元件R3的阻值，使得从A点到B点的总电势差为零。
当电桥达到平衡状态时，有：Ix = 0根据基尔霍夫定律和欧姆定律，可以得到：（V1 - VR1）/ R1 = (VR3 - V2) / R3其中，V1是电源电压，VR1是待测元件R1上的电压，VR3是可变元件R3上的电压，V2是已知元件R2上的电压。
将上式化简后得到：R1 / R3 = (V1 - V2) / VR2其中，VR2为已知元件R2上的电压。
因此，在已知元件R2和可变元件R3相等时，通过待测元件R1的电流大小可以计算出其阻值大小。
四、直流单臂电桥的应用直流单臂电桥广泛应用于物理实验和工程领域中。
例如，在物理实验中可以用它来测量金属导线、半导体材料、液体等物质的电阻率；在工程领域中可以用它来检测线路中断、接触不良等故障。
五、总结直流单臂电桥是一种常见的电路，其工作原理基于电桥平衡条件。
通过调节电桥中的元件值使其达到平衡状态，可以得到待测物理量的数值。
直流单臂电桥在物理实验和工程领域中有着广泛的应用。
实验9直流单臂电桥惠斯登电桥
实验9 直流单臂电桥（惠斯登电桥）一．目的要求1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。
2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。
3.学会使用箱式电桥。
二．引言用伏安法测电阻，受所用电表内阻的影响，在测量中往往引入方法误差；用欧姆表测量电阻虽较方便，但测量精度不高。
在精确测量电阻时，常使用电桥进行测量。
其测量方法同电位差计一样同属于比较测量法。
电桥不仅可以测量电阻，还可以测量许多与电阻有关的电学量和非电学量（把这类非电学量通过一定的手段转换为电学量进行测量），而且在自动控制技术中也得到了广泛的应用。
本实验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯登电桥），主要是用来测量中等阻值（10～105Ω）电阻的；测量低阻（10～10-5Ω）用直流双臂电桥（又称凯尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω）则用专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。
三．原理1.电阻的测量 直流单臂电桥的原理性电路如图所示。
它是由四 个电阻R a 、R b 、R 0、R X 联成一个四边形回路，这四个电阻称做电桥的四个“臂”。
在这个四边形回路的一条对角 线的顶点间接入直流工作电源，另一条对角线的顶点间接入检流计，这个支路一般称做“桥”。
适当地调节R 0值，可使C 、D 两点电位相同，检流计中无电流流过，这时称 电桥达到了平衡。
在电桥平衡时有：R a I a =R b I bR X I X =R 0I 0且 I a =I X , I b =I 0则上式整理可得：0ba R R R R X 图9.1 为了计算方便，通常把R a /Rb 的比值选作成10n （n=0,±1,±2,…）。
令C=R a /R b ，则：R X =C R 0 （9.2） 可见电桥平衡时,由已知的R a 、R b （或C ）及R 0值便可算出R X 。
人们常把R a 、R b 称做比例臂，C 为比例臂的倍率；R 0称做比较臂；R X 称做待测臂。
四．仪器用具AC5/Ⅱ型指针式检流计，比例臂电阻四个（10Ω，100Ω，100Ω，1000Ω），电阻箱，甲电池二节，待测电阻两个，电键两个，滑线变阻器，微安表头一只（量限200μA,内阻700Ω左右），QJ —24型箱式直流电桥，数字繁用表。
实验九 惠斯登电桥测电阻
实验九 惠斯登电桥测电阻简介电桥法是电学的基本测量方法之一，它是测量电阻的很重要也是应用最为普通的一种方法。
利用桥式电路制成的电桥是一种用比较法进行测量的精密仪器，它在电测技术中应用十分广泛，可以用来测量电阻、电容、电感、频率、温度、压力等许多物理量。
电桥有多种类型，惠斯登电桥（单臂电桥）是其中的一种，它通常用来精确测量10～108Ω的中值电阻。
实验目的1．掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和使用方法。
2. 学习用交换法消除自搭电桥的系统误差。
3．学习用箱式惠斯登电桥测电阻。
4. 直流电桥的灵敏度及影响它的因素 仪器及用具箱式惠斯登电桥，指针式检流计，滑线变阻器，电阻箱，稳压电源，待测电阻，开关等。
实验原理 1.单臂电桥原理如右图所示，将四只电阻x R 、0R 、 1R 、2R 接成一个四边形，在对角A 、B 两点连接直流电源，在另一对角C 、D 之间接入检流计，这就构成了惠斯登电桥（单臂电桥）。
四边形的每一条边称为电桥的桥臂。
由于G 所在的这条支路好象是ACB 和ADB 两条并联支路的“桥”，所以称为电桥。
故 AD AC U U = DB CB U U =根据欧姆定律有：043R I R I X = 2211R I R I = 因为 31I I = 42I I = 以有R XR 0201R R R R X =021R R RRx = 通常称21,R R 为比例臂， 0R 为比较臂，而X R 称为测量臂。
电桥法测电阻的实质，是用已知电阻和未知电阻相比较而得出未知电阻，这是一种比较测量法，故电桥法是一种比较仪器。
由于一般标准电阻可以做得比较精细，灵敏电流计可检测mA 至μA 甚至更小的电流，故电桥法测电阻可以达到很高的精确度。
在图中，与检流计串联的电阻R G 为检流计的保护电阻。
在电桥调节平衡的过程中，先使R G 取较大的值，以免较大的电流通过检流计，随着电桥逐渐趋于平衡，R G 的值可适当减小直到为零。
直流单臂电桥 相对误差
直流单臂电桥相对误差直流单臂电桥是一种常见的电路，在电子工程领域被广泛应用。
它可以用来测量电阻、电容和电感等元件的值，其测量结果的准确性对于电子设备的设计和维护至关重要。
然而，由于各种因素的影响，直流单臂电桥在测量中可能会产生一定的误差，这些误差称为相对误差。
相对误差是指测量结果与真实值之间的差异在相对于真实值的比例。
这种误差通常以百分比的形式表示。
在直流单臂电桥测量中，相对误差可能来自多个方面，包括电桥电阻的不准确性、电源电压的波动、线路接触不良、测量仪器的误差等。
下面将分别对这些因素进行详细的讨论。
电桥电阻的不准确性是导致相对误差的一个重要因素。
电桥电阻的准确性对于测量结果的精度至关重要。
如果电桥电阻的值与标称值相差较大，测量结果就会产生较大的偏差。
因此，在使用直流单臂电桥进行测量时，需要选择质量可靠的电桥电阻，或者在测量过程中进行校准。
电源电压的波动也会对直流单臂电桥的测量结果产生影响。
如果电源电压存在波动，那么电桥电路中的电流和电压值也会发生变化，从而导致测量结果的不准确。
为了减小这种影响，可以使用稳压电源或者进行电源的滤波处理，以保证电源电压的稳定性。
线路接触不良也是导致相对误差的一个常见原因。
线路接触不良会导致电流或电压的失真，从而影响测量结果的准确性。
为了避免线路接触不良带来的误差，需要确保连接线路的接触良好，可以采用金属导线或者插头插座等可靠的连接方式。
测量仪器的误差也是影响直流单臂电桥测量结果的一个重要因素。
测量仪器的精度和灵敏度会对测量结果产生直接影响。
因此，在选择测量仪器时，需要考虑到其精度和稳定性，并进行仪器的校准和调整。
直流单臂电桥在测量中可能会产生相对误差，这些误差来源于电桥电阻的不准确性、电源电压的波动、线路接触不良和测量仪器的误差等因素。
为了提高测量结果的准确性，需要选择质量可靠的电桥电阻、保证电源电压的稳定性、确保线路接触良好，并选择精度高的测量仪器。
只有这样，才能有效降低直流单臂电桥测量中的相对误差，提高测量结果的准确性。
直流单臂电桥测电阻实验结论
直流单臂电桥测电阻实验结论在这个充满科学与技术的时代，直流单臂电桥测电阻实验，听上去就像个高大上的项目，其实没那么复杂，咱们今天就来聊聊这个有趣的实验。
想象一下，咱们的实验室就像一个神奇的魔法屋，各种仪器齐刷刷地摆在桌子上，仿佛在等待我们去揭开它们的秘密。
说到电桥，大家或许会想起桥梁，但这个可不是给汽车过河的，而是帮助我们测量电阻的“桥梁”。
想象一下，你要测量一根电线的电阻，简单得很，直接把它接到电桥上，哗啦一下就能得到结果。
这个电桥就像个调皮的小孩子，总是喜欢给你一些小挑战。
得把它的电路接好，不然就像你要走路却鞋带松了，走起来岂不是要摔倒？在这个过程中，咱们需要注意几个小细节，比如电源要稳，电流得适中，否则会像吃了辣椒一样，让你感到不适。
就拿电阻器来说吧，测量它的电阻，就得把它放在电桥的指定位置。
这就像在比赛中，每个人都有自己的位置，只有站对了，才能赢得比赛。
在实验过程中，指针的跳动简直就像在舞蹈。
刚开始的时候，可能会有点小紧张，生怕自己搞错了，但没关系，慢慢来，大家都经历过这个过程。
看到指针在刻度上摆动，那种感觉就像看着一场精彩的比赛，心里一阵阵地激动。
稳住心态，等待指针稳定下来，嘿，这个时候，结果就出来了！根据指针所指的刻度，你就可以得出电阻的数值。
简简单单，一目了然。
实验会遇到一些“小插曲”，比如电流不稳定、读数不准，这些就像生活中的小波折。
你可能会挠挠头，想要找出原因。
找找连接线有没有松动，或者仪器有没有故障，很多问题就是这样简单。
反而是这些小问题，让我们学会了如何解决困难，培养了我们的耐心和细心。
说到实验的结论，简单来说，电桥的使用原理让我们可以很精准地测量电阻。
这就像在烹饪的时候，量好每一种材料，才能做出美味的菜肴。
使用电桥的过程中，我们得到了电阻的准确值，而这个值在实际生活中可是非常重要的。
想想你家里的电器，如果电阻不合适，可能就会烧掉电器，损失可大了去。
因此，掌握直流单臂电桥的使用，对于我们日后的学习和生活都是非常有帮助的。
直流单臂电桥的使用与分析
1电若)检桥流流平 经计衡两指时电多臂针，阻:的组和R当X电=有）比2流电Ω是，较流同流通臂一过个过读检电流调数流计，节的时那,旋乘指就针是钮积会串发可。联生；以偏转选,流择过相电流应的的方向电不阻同,与指针之偏转相的连方向接也，不同最。后的Rx读数为比例
功直率流:单电臂阻电并调桥联测零时量，器过各程：电阻用消以耗的测功量率与前电的阻大指小针成反调比零，即工电作阻值。大必者消须耗先的功将率小； 电桥平衡时检，流RX=计2Ω锁扣打开，才能进行调零。
图1-24是直流单臂电桥简易原理图，当电桥检流计指示 指针晃向“＋”的一边，说明被测电阻大于1000欧，可把比例臂放在10档，再次接下“B”、“G”按钮，如果指针仍在“＋”边，可
把比例臂放在100档。
值为零的时候，才可以进行读数。 此时电桥平衡，被测电阻值等于：比例臂读数乘比较臂读数（欧姆）。
电流:电路的总电流等于各并联电阻的电流之和； 直流单臂电桥用于测量阻 2)如无法估计被测电阻值，一般将比例臂放在1档，比较臂放在1000欧上，按下“B”按钮，然后轻按“G”按钮后即松开，如检流计 指针晃向“＋”的一边，说明被测电阻大于1000欧，可把比例臂放在10档，再次接下“B”、“G”按钮，如果指针仍在“＋”边，可 把比例臂放在100档。 例1 求图1-31所示电路的I1 ,I4 ,U4 检流计连接片：通常放在“外接”位置。 检流计连接片：通常放在“外接”位置。 直流单臂电桥用于测量阻 阻相串联的部分具有电阻串联电路的特点，电阻相并联的部分具有电阻 轻按检流计按钮“G”； 被测电阻，是为测量臂。 桥检流计指示值为零的时候，计 如左边的支路可以扭到右边，上面的支路可以翻到下面，弯曲的支路可以拉直等； 直流单臂电桥测量过程 功率:电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比，即电阻值大者消耗的功率小； 例1 求图1-31所示电路的I1 ,I4 ,U4 直流电桥按其功能可分为直流单臂电桥和直流双臂电桥，其中直流单臂电桥主要适合精确测量1Ω以上的电阻，所以使用比较广泛。 电桥平衡时，RX=2Ω
直流单臂电桥实验报告
直流单臂电桥实验报告直流单臂电桥实验报告引言：直流单臂电桥是一种常用的电子测量仪器，用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。
本实验旨在通过搭建直流单臂电桥电路，并进行相关测量，来了解电桥的原理和应用。
一、实验目的1. 了解直流单臂电桥的工作原理；2. 学会搭建直流单臂电桥电路；3. 掌握使用直流单臂电桥测量电阻、电容和电感等元件参数的方法。
二、实验原理直流单臂电桥是由电源、电阻、电容、电感和测量仪器等组成的电路。
其工作原理是通过调节电桥电路中的电阻、电容或电感，使得电桥平衡，即电桥两侧电压相等。
在平衡状态下，可以根据电桥中的元件参数计算出待测元件的参数。
三、实验步骤1. 搭建直流单臂电桥电路：将电源正极连接至电阻R1，电源负极连接至电阻R2，电容C和电感L分别连接至R1和R2的中点，测量仪器连接至R1和R2的两端。
2. 调节电桥电路：通过调节电阻R1和R2的阻值，使得电桥两侧电压相等，达到平衡状态。
3. 测量电阻：在平衡状态下，记录下电阻R1和R2的阻值，根据电桥平衡条件可计算出待测电阻的阻值。
4. 测量电容：将待测电容连接至R1和R2的中点，调节电桥电路使得平衡，记录下电容C的值。
5. 测量电感：将待测电感连接至R1和R2的中点，调节电桥电路使得平衡，记录下电感L的值。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的电阻、电容和电感的数值可以用于进一步分析。
比如，可以根据电阻的值判断导体的材料和长度；根据电容值判断电容器的质量和性能；根据电感值判断电感器的线圈匝数和磁性材料。
五、实验总结本实验通过搭建直流单臂电桥电路，实现了对电阻、电容和电感等元件参数的测量。
通过实验，我们深入了解了直流单臂电桥的工作原理，掌握了搭建电桥电路和测量电阻、电容和电感的方法。
这些知识和技能对于电子工程师和科研人员在实际工作中具有重要意义。
六、实验改进与展望在实验过程中，我们可以进一步改进实验方法，提高测量的精度和准确性。
同时，可以拓展实验内容，探索更多电桥的应用，如交流电桥、无源电桥等，以及在电子领域的其他实际应用。
实验九 惠斯登电桥测电阻
实验九 惠斯登电桥测电阻简介电桥法是电学的基本测量方法之一，它是测量电阻的很重要也是应用最为普通的一种方法。
利用桥式电路制成的电桥是一种用比较法进行测量的精密仪器，它在电测技术中应用十分广泛，可以用来测量电阻、电容、电感、频率、温度、压力等许多物理量。
电桥有多种类型，惠斯登电桥（单臂电桥）是其中的一种，它通常用来精确测量10～108Ω的中值电阻。
实验目的1．掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和使用方法。
2. 学习用交换法消除自搭电桥的系统误差。
3．学习用箱式惠斯登电桥测电阻。
4. 直流电桥的灵敏度及影响它的因素 仪器及用具箱式惠斯登电桥，指针式检流计，滑线变阻器，电阻箱，稳压电源，待测电阻，开关等。
实验原理 1.单臂电桥原理如右图所示，将四只电阻x R 、0R 、 1R 、2R 接成一个四边形，在对角A 、B 两点连接直流电源，在另一对角C 、D 之间接入检流计，这就构成了惠斯登电桥（单臂电桥）。
四边形的每一条边称为电桥的桥臂。
由于G 所在的这条支路好象是ACB 和ADB 两条并联支路的“桥”，所以称为电桥。
故 AD AC U U = DB CB U U =根据欧姆定律有：043R I R I X = 2211R I R I = 因为 31I I = 42I I = 以有R XR 0201R R R R X =021R R RRx = 通常称21,R R 为比例臂， 0R 为比较臂，而X R 称为测量臂。
电桥法测电阻的实质，是用已知电阻和未知电阻相比较而得出未知电阻，这是一种比较测量法，故电桥法是一种比较仪器。
由于一般标准电阻可以做得比较精细，灵敏电流计可检测mA 至μA 甚至更小的电流，故电桥法测电阻可以达到很高的精确度。
在图中，与检流计串联的电阻R G 为检流计的保护电阻。
在电桥调节平衡的过程中，先使R G 取较大的值，以免较大的电流通过检流计，随着电桥逐渐趋于平衡，R G 的值可适当减小直到为零。
直流单臂电桥实验
实验题目：直流单臂电桥一、 实验原理1.直流单臂电桥适用范围：测量中等电阻（10~105Ω）2.推导测量公式3.画出实验电路图 ↑↑↑4.比例臂倍率如何适当选取：使R 0调节的有效位数尽量多5.电桥灵敏度的概念及与哪些因素有关： 灵敏度S =ΔI ΔR x /R x=00IR /R ∆∆有关因素：电源电压的大小、电流计的电流常量和内阻大小、(R a +R b +R 0+R x )的大小、R b R 0+R xR a的大小6.什么是换臂法：将Ra 与 Rb 交换可以完全消除倍率C 的误差二、实验数据1.测量未知电阻R1（约1200Ω）及灵敏度注意：ρc=0.1%，ρ0=0.1%，_S =7836.8 换臂前ρx=√ρ02+ρc 2+(0.1/S)2=√（0.1%）2+（0.1%）2+(0.1/7688.2)2=1.4×10−3换臂后ρx=√ρ02+(0.1/_S )2=√（0.1%）2+(0.1/7836.8)2=1.0×10−3∆Rx1=1.4×10−3×1182.8=1.7Ω ∆Rx2=1.0×10−3×1183.0=1.2Ω利用换臂前数据进行计算 R1 = (1182.8±1.7)Ω利用换臂后数据进行计算R1 = (1183.0±1.2)Ω利用换臂前后数据进行计算R1 = (1182.9±1.5)Ω2.观察电桥灵敏度与电源电压的关系根据情况，选取Ra=Rb=100Ω，Rx=1200Ω，改变电源电压E，测量不同电压下电桥灵敏度，并做S-E关系图3.测量未知电阻R2（约50欧姆）及灵敏度：根据情况，选取Ra = 10Ω，Rb = 1000Ω比例臂的倍率C= 0.01利用数据进行计算R2 = (49.85±0.11)Ω注意：ρc=0.2%，ρ0=0.1%ρx=√ρ02+ρc2+(0.1/S)2=√（0.1%）2+（0.2%）2+(0.1/4885.1)2=2.2×10−3∆Rx=2.2×10−3×49.85=0.11Ω三、思考题1. 能，并联阻值为999.001欧，在准确测量范围之内2.在误差允许范围内，与测量值接近。
实验九 惠斯登电桥测电阻
实验九惠斯登电桥测电阻简介电桥法是电学的基本测量方法之一，它是测量电阻的很重要也是应用最为普通的一种方法。
利用桥式电路制成的电桥是一种用比较法进行测量的精密仪器，它在电测技术中应用十分广泛，可以用来测量电阻、电容、电感、频率、温度、压力等许多物理量。
电桥有多种类型，惠斯登电桥（单臂电桥）是其中的一种，它通常用来精确测量10～108Ω的中值电阻。
实验目的1．掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和使用方法。
2.学习用交换法消除自搭电桥的系统误差。
3．学习用箱式惠斯登电桥测电阻。
4.直流电桥的灵敏度及影响它的因素 仪器及用具箱式惠斯登电桥，指针式检流计，滑线变阻器，电阻箱，稳压电源，待测电阻，开关等。
实验原理 1.单臂电桥原理如右图所示，将四只电阻x R 、0R 、1R 、2R 接成一个四边形，在对角A 、B 两点连接直流电源，在另一对角C 、D 之间接入检流计，这就构成了惠斯登电桥（单臂电桥）。
四边形的每一条边称为电桥的桥臂。
由于G 所在的这条支路好象是ACB 和ADB 两条并联支路的“桥”，所以称为电桥。
故AD AC U U =DB CB U U =根据欧姆定律有：043R I R I X =2211R I R I = 因为31I I =42I I = 以有R XR 021R R X =021R R R通常称21,R R 为比例臂，0R 为比较臂，而X R 称为测量臂。
电桥法测电阻的实质，是用已知电阻和未知电阻相比较而得出未知电阻，这是一种比较测量法，故电桥法是一种比较仪器。
由于一般标准电阻可以做得比较精细，灵敏电流计可检测mA 至μA 甚至更小的电流，故电桥法测电阻可以达到很高的精确度。
在图中，与检流计串联的电阻R G 为检流计的保护电阻。
在电桥调节平衡的过程中，先使R G 取较大的值，以免较大的电流通过检流计，随着电桥逐渐趋于平衡，R G 的值可适当减小直到为零。
1. 单臂电桥测电阻的误差平衡电桥法测电阻的误差，主要来自两方面：1） 电桥灵敏度S 带来的误差.电桥是否已经平衡，依赖于检流计是否指零。
直流单臂电桥实验报告
直流单臂电桥实验报告一、实验原理：1.直流单臂电桥适用范围：直流单臂电桥主要是用来测量中等阻值（10~105Ω）电阻的。
2.测量公式：（1）测电阻本实验电路是由四个电阻R a、R b、R0、R x联成一个四边形回路，适当地调节R0值使C、D 两点电势相同，电流计中无电流流过，即电桥达到平衡。
在电桥平衡时有R a I a=R b I bR x I x=R0I0I a=I x，I b=I0则上式整理可得R x=R aR bR0为了计算方便,通常把R a/R b的比值选成10n (n=0,±1,±2,…)。
令C=R a/R b,则R x=CR0可见电桥平衡时，由已知的R a、R b及R0值便可算出R x。
（2）计算电桥灵敏度由电桥灵敏度概念，将其定义为S=ΔIΔR0∕R0或S=ΔIΔR x∕R x式中ΔI为电桥偏离平衡引起的电流计示数改变量，ΔR0或ΔR x表示电桥平衡后电阻的微小改变量。
电桥灵敏度也可以由基尔霍夫定律给出：S=EK[(R a+R b+R0+R x)+(2+R bR0+R xR a)R g]式中K和R g为电流计的常量。
（3）待测电阻的相对误差由（2）中公式可直接得到：ΔR x R x =ΔIs（4）换臂法计算公式R x=√R0′R0′′≈12(R0′+R0′′)3.实验电路图：4.比例臂倍率如何适当选取：通过比较臂R0调节的有效位数多少来判断，R0调节的有效位数越多，C的选取越恰当。
比如：给定一个四旋钮电阻箱（调节范围为1~9999Ω），如果待测电阻阻值大约为230Ω，代入为了使R0调节电桥由非平衡态达到平衡态的位数最多，即四个旋钮都用上，需选取倍率为0.1。
再例如若待测电阻R x≈1200Ω，电阻箱为四旋钮电阻箱（调节范围为1~9999Ω），仅当选取倍率C为1时四个旋钮才都可以用上，故倍率选取为1。
给出一般结论则为：应选倍率为电阻箱最大有效位数与待测电阻所占位数之差的倒数。
实验9 惠斯通电桥测中值电阻
实验9 惠斯通电桥测中值电阻电阻是最基本的电学元件，电阻的测量是电学的最基本测量。
测量电阻的主要方法有万用电表法、伏安法和电桥法。
用万用表测简单易行，但精度不高；用伏安法测，当待测电阻远大于电流表内阻或者远小于电压表内阻时，分别采用内、外接法可得较准确的测量值。
否则，还可采用补偿电压法来减少伏安法的系统误差。
电桥法实质上是把被测电阻与标准电阻比较，来确定被测电阻值。
由于电阻的制造可以达到很高的精度，所以电桥法可获得很高的测量精度。
本实验介绍电桥法，电桥分为直流和交流两大类。
直流电桥又分为单臂和双臂。
本实验介绍的惠斯登电桥即为直流单臂电桥，用于测中值电阻（10～106Ω）。
双臂电桥又称为开尔文电桥，适用于测低值电阻（10-6～10Ω）。
尽管各电桥测量的对象不同，构造各异，但基本原理和思想方法大致相同，因此掌握惠斯登电桥的原理和方法也可为分析其它电桥的原理和使用方法奠定基础。
【实验目的】1．掌握用惠斯登电桥测中值电阻的原理和方法。
2．学习用交换法减少测量的系统误差。
3．了解电桥灵敏度的概念。
【实验原理】1．惠斯登电桥测量原理如图9-1所示，待测电阻R X 和R 1、R 2、 R S 构成一个四边形，称为电桥四臂。
在对 角线AB 之间接电源E,对角线CD 之间接检 流计G ，称CD 为桥。
一般情况下桥路上有 电流通过，检流计指针有偏转，改变R S 的 大小可使C 、D 两点的电位相等，此时I G =0， 称电桥平衡。
则有： I AC = I CB = I 1 I AD = I DB = I 2由欧姆定律知： U AC =I 1R 1=U AD =I 2R 2 S X R R R R •=21U CB =I 1R X =U DB =I 2R S上式为电桥的平衡条件，通常取R 1、R 2为标准电阻，称为比率臂。
21R R 称为桥臂比。
S R 为可调精密电阻，称为比较臂。
改变S R 使电桥达到平衡（检流计中无电流通过）便可测出R X 之值。
《直流单臂电桥实验》课件
实验器材
电桥主机 电阻箱
电桥电源 示波器
实验步骤
1
连接电路
按照实验指导书连接电路，确保所有连接正确无误。
2
调节电阻箱
Байду номын сангаас
通过调节电阻箱的数值，使电桥达到平衡状态。
3
记录数据
记录电桥平衡时读取的电阻值，并计算未知电阻的数值。
实验中需注意的事项
• 确保电路连接正确并稳定 • 避免电桥过载或短路 • 准确读取电阻值并记录数据
实验结果分析
根据实验数据，分析电桥测量结果的准确性和可靠性，并探讨实验结果的合 理性。
实验中可能遇到的问题
• 电路连接错误 • 电桥不平衡 • 数据读取错误
《直流单臂电桥实验》 PPT课件
直流单臂电桥实验PPT课件大纲：
课程介绍
本节课程将介绍直流单臂电桥实验的基本原理和应用，帮助学生加深对电桥 测量技术的理解和掌握。
实验目的
1 掌握电桥实验的基本原理和操作方法
2 了解电桥的应用领域
实验原理
电桥实验基于电桥平衡状态的判定条件，通过测量电阻差值来确定未知电阻 的数值。
直流单臂电桥测电阻实验安全注意事项
直流单臂电桥测电阻实验安全注意事项好啦，咱们今天来聊聊“直流单臂电桥测电阻实验”的安全注意事项。
这可不是随便说说的，因为玩电可不是闹着玩的！有些小伙伴可能觉得，这玩意儿不就是测个电阻嘛，哪有那么复杂？嘿，你错了！电流一过，哎呦，那可真得小心了。
咱们可不想像电影里那些科学家一样，突然电闪雷鸣，实验室一片狼藉。
想安全地完成这个实验，咱们得先把安全防护措施了解清楚，明明白白。
首先啊，咱得说，最基本的就是“绝缘”这事儿，千万别掉以轻心。
电桥上那一根根电线，看着挺普通，但如果它们的绝缘层破了，接触到金属，或者接触到咱们的手，嘿，那就是电流过来了，别说不怕！你知道电流一打到人身上，可能会打个“麻花”似的，立马全身麻木，吓得差点摔倒。
没错，这就是电击的后果。
所以，实验前你得检查好所有设备的绝缘层，看到有磨损、老化的地方，赶紧换！否则，不仅自己的命保不住，连实验室的设备也得赔钱！然后啊，接下来说说电源的事。
大家都知道，电流是一把双刃剑，好的一面是它能做实验，坏的一面就是它搞不好就能给你个“电光火石”。
所以，调节电源的时候一定要小心。
调节电压时，记住啊，咱们可不能让电压过大，不然不仅电桥测不到准确的电阻，甚至会烧坏电桥！太过分了！所以，尽量选择合适的电压，别把电源调得像电视遥控器上的“爆米花”键一样，按下去就爆炸。
有一个小细节可不能忽视——仪器接线！看起来好像没什么大不了，实际上可是让人掉进坑里的“隐藏杀手”。
你接线的时候啊，要确保接触良好，接线位置准确，别跟我说“随便插插”就好。
特别是接电桥的电阻时，一定要按顺序接好，不然电流可能会跑错地方，搞不好会造成误差，甚至设备损坏。
你想，接错了就像做错了数学题，算来算去，最后的结果全是错的，那可不就白忙活了一场？说到这里，有没有朋友会觉得有点枯燥？嘿嘿，别急！还有更有意思的呢！比如操作时你得穿好实验服，戴好防护眼镜！别觉得“实验服”就是个纸上谈兵的事情，别轻视。
实验室那种化学气体、微小的电火花啥的，说不定哪天就飞溅到你身上，衣服上，眼睛里。
单臂电桥性能实验
单臂电桥性能实验什么是单臂电桥单臂电桥是一种常见的电路测量设备，广泛应用于电子电路、通信电路、机械和物理实验中。
它的主要作用是用来测量电阻、电容和电感的值，以及测量拆分电压或电流等电学量。
单臂电桥由四个电阻组成，分别为R1，R2，R3和Rx，如图所示。
其中R1和R2是两个已知大小的电阻，R3和Rx是两个待测电阻。
V1和V2分别是两个电源，其中V1为交流电源，V2为直流电源。
通过调节可变电阻，使电桥中的电流为零，从而测量出待测电阻的电阻值。
单臂电桥的原理单臂电桥的原理是基于基尔霍夫定律和欧姆定律的。
当电桥中的电流为零时，可以得到以下公式：R1/R2=Rx/R3因此，通过测量R1和R2的值，和调节可变电阻使电流为零，就可以得到待测电阻Rx 的值。
单臂电桥的性能参数通常包括测量范围、精度、稳定性等。
测量范围单臂电桥的测量范围取决于电源的电压大小以及电桥中R1和R2的大小。
一般来说，单臂电桥的测量范围为数Ω至数MΩ级别。
精度单臂电桥的精度主要取决于电源的精度、电桥中的电阻精度以及可变电阻的分辨率等因素。
一般来说，单臂电桥的精度在0.1%~1%之间。
稳定性实验器材：单臂电桥、待测电阻、电源、万用表、连接线等。
1. 将电源接入电桥中，开启电源，并使其输出交流电。
2. 将待测电阻Rx接入到电桥中，连接线的接法如图所示。
3. 调节可变电阻，使电桥电流为零，记录下可变电阻的值。
4. 根据公式R1/R2=Rx/R3计算出待测电阻Rx的值。
注意事项：1. 实验时要保证电桥中的电阻是干净、完好的，避免产生接触不良等问题。
2. 调节可变电阻时要慢慢调节，避免突然调节过大导致电流过大。
3. 实验结束后，要关闭电源，将连接线拔出，清理实验器材。
直流单臂电桥 相对误差
直流单臂电桥相对误差
直流单臂电桥是一种用于测量电阻值的电路，它通过比较未知电阻与已知电阻之间的电压差来确定未知电阻的数值。
在实际应用中，由于各种因素的影响，可能会导致电桥的测量结果与实际值存在一定的偏差，这种偏差即为相对误差。
相对误差是指测量结果与实际值之间的差异在实际值的基础上的比率。
在直流单臂电桥中，相对误差的大小受到多种因素的影响，例如电阻箱的精度、电源稳定性、接触电阻等。
这些因素的不确定性会导致电桥测量结果的准确性受到影响，从而产生相对误差。
为了减小相对误差，可以采取一些措施。
首先，选择精度高的电阻箱和电源，确保其稳定性和准确性。
其次，在测量过程中要注意减小接触电阻，保持电路的稳定性。
此外，还可以进行多次测量取平均值，以减小由于随机误差带来的影响。
在实际应用中，我们需要认识到相对误差是不可避免的，但可以通过合理的方法和措施来减小其影响。
在工程实践中，我们需要根据具体情况选择合适的测量方法和仪器，以确保测量结果的准确性和可靠性。
总的来说，相对误差是直流单臂电桥测量中的一个重要概念，了解其产生的原因和影响，采取有效的措施减小误差，可以提高测量的准确性和可靠性。
在实际工程中，我们需要认真对待相对误差，不
断提升自身的测量技能和经验，以确保工作的顺利进行。
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实验9 直流单臂电桥（惠斯登电桥）
一．目的要求
1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。
2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。
3.学会使用箱式电桥。
二．引言
用伏安法测电阻，受所用电表内阻的影响，在测量中往往引入方法误差；用欧姆表测量电阻虽较方便，但测量精度不高。
在精确测量电阻时，常使用电桥进行测量。
其测量方法同电位差计一样同属于比较测量法。
电桥不仅可以测量电阻，还可以测量许多与电阻有关的电学量和非电学量（把这类非电学量通过一定的手段转换为电学量进行测量），而且在自动控制技术中也得到了广泛的应用。
本实验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯登电桥），主要是用来测量中等阻值（10～105Ω）电阻的；测量低阻（10～10-5Ω）用直流双臂电桥（又称凯尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω）则用专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。
三．原理
1.电阻的测量
直流单臂电桥的原理性电路如图所示。
它是由四个电阻R a、R b、R0、R X联成一个四边形回路，这四个电阻称做电桥的四个“臂”。
在这个四边形回路的一条对角线的顶点间接入直流工作电源，另一条对角线的顶点间
B
接入检流计，这个支路一般称做“桥”。
适当地调节R 0值，
可使C 、D 两点电位相同，检流计中无电流流过，这时称
电桥达到了平衡。
在电桥平衡时有：
R a I a =R b I b
R X I X =R 0I 0
且 I a =I X , I b =I 0
则上式整理可得：
0b
a R R R R X 图9.1 为了计算方便，通常把R a /R
b 的比值选作成10n （n=0,±1,±2,…）。
令C=R a /R b ，则： R X =C R 0 （9.2） 可见电桥平衡时,由已知的R a 、R b （或C ）及R 0值便可算出R X 。
人们常把R a 、R b 称做比例臂，C 为比例臂的倍率；R 0称做比较臂；R X 称做待测臂。
四．仪器用具
AC5/Ⅱ型指针式检流计，比例臂电阻四个（10Ω，100Ω，100Ω，1000Ω），电阻箱，甲电池二节，待测电阻两个，电键两个，滑线变阻器，微安表头一只（量限200μA,内阻700Ω左右），QJ —24型箱式直流电桥，数字繁用表。
五．实验内容
1.自组单桥测未知电阻R 1、R 2，并测出电桥的灵敏度S 1、S 2。
要根据R 1（即R X ）的粗知值（R1在1.2K Ω左右，R2在50Ω左右）正确选取倍率C ，即R a 、R b 。
测量完毕，计算R X 的不确定度时，除考虑桥臂误差ρc 和ρ0外，还应考虑到对电桥平衡的判断误差。
由于人眼只能分辩出检流计0.1格的偏转量，故判断误差应为0.1/S ，因此R X 测量的总相对不确定度为：
2202C )1.0(ρρS
X ++=ρ (9.7) 对于R 1来说，可采用换臂法再测一次，比较两次测出的R 1值。
取平均以消除倍率误差。
2.用QJ —24型电桥测R 1和R 2，并与自组桥的测量结果相比较，看看在误差范围内是否相吻合。
3．.用数字繁用表电阻档测量电阻。
六．注意事项
1.联好电路复查无误、倍率C 和比较臂R 0的值均已选置好、保护电阻R 处于保护状态（K 1断开）才许试接电源进行实验。
如接通电源瞬间检流计指针锰偏撞针或一点不动应即断电检查原因。
2.换测电阻时，一定要重新选置R a 、R b 和R 0，预先使桥接近平衡，并且断开K 1，使R 处于保护状态。
改换电路必须先断开电源。
3.调节电桥平衡时，应采用接通一下检流计支路看看偏转大小，适当调节R 0再接通一下检流计支路看看偏转大小的办法，不可使检流计在通电情况下调R 0，以免损坏检流计或调节不精细。
在调R 0时要根据检流计的偏转大小和方向有目的地从高位至低位顺次逼近调节，不应盲目乱调。
七．考查题
1.在用电桥测量电阻时恰当选取倍率C的目的何在?在实验中怎样判断C选得是否适当?
2.影响R X测量精确度的因素有哪些?
3.电源电压不太稳定是否影响测量的精确度?电源电压太低为什么影响测量精确度?
4.若桥臂回路有导线不通，检流计偏转大或小？若检流计支路或电源支路不通，检流计偏转大或小？若C和R0预置不当，检流计偏转大或小？
八．思考题
1.若电桥保证准确度测量范围为20～99999Ω，要测一个1×106Ω左右的电阻，可否用一只1000Ω的标准电阻与之并联起来测量？能否测准？
2.根据实验中测R1和R2时的电路参数，由(9.5)计算电桥灵敏度S1和S2并与测量值比较，看看是否一致。
3.比较用自组桥和箱式桥的测量结果，为什么R1的测量值吻合得好而R2的测量值吻合得不好呢？（提示：本实验所用导线每根阻值为0.03～0.1Ω不等，它们是怎样影响测量结果的？）
4.用替代法测R X，即电桥平衡后若以电阻箱某值R n替下R X时桥仍平衡，则R X=R n。
注意替代时需断开电源。
这种测法要求R a、R b、R0准确吗？要求电源稳定吗？。