(完整word版)(整理)实验电桥,电表改装,伏安法.

实验11 电阻元件的伏安特性
［学习重点］
1．学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的联接。

2．掌握用伏安法测量电阻的基本方法及其误差的分析。

3．测定线性电阻和非线性电阻的伏安特性. ［实验原理]
电阻是导体材料的重要特性参数之一。

在生产、维修检测和实验中经常要对电阻进行测量.测量电阻的方法有多种，伏安法是常用的基本方法之一。

所谓伏安法,就是运用欧姆定律，测出电阻两端的电压U 和其上通过的电流I ，根据
I
U R =
即可求得电阻值R 。

也可运用作图法,做出伏安特性图线,从图线上求得电阻的阻值。

对有些电阻器件，其伏安特性图线为直线的称为线性电阻,如常用的碳膜电阻,金属线绕电阻、金属膜电阻等。

另外有些元件，伏安特性图线为曲线，称为非线性元件，如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等。

非线性电阻元件的电阻值是随外界条件变化的，在一定的条件下只有通过作图法才能反映它的特性。

用伏安法测电阻,原理简单，测量方便，但由于电表内阻接入的影响,会给测量带来一定系统误差，如图4—11—1(a ）和（b ）,分别为电流表内接和电流表外接两种电路。

在电流表内接法中，由于电压表测出的电压值U 包括了电流表两端的电压，因此，测量值要大于被
测电阻的实际值。

可见，由于电流表内阻不可忽略，故产生一定的误差。

在电流表的外接法中，由于电流表测出的电流I 包括了流过电压表的电流，因此，测量值要小于实际值。

由
可见，由于电压表内阻不是无穷大,故给测量带来一定误差。

上述两种联接电路的方法，都给测量带来一定的系统误差，即测量方法误差.为此，必须对测量结果进行修正。

其修正值为
图 4—11
—1 (a ）
（b ）
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=+=+==x mA x mA x x mA x x R R R R R I U U I U R 1⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=
+=+==
U x x
U x U
x x x R R R R R I I U I U R 1111
R x =R x — R
其中R 为测量值，R x 为实际值。

为了减小上述误差，必须根据待测电阻的大小和电表内阻的不同，正确选择测量电路.当 R x ≫ R mA 且R x R U 时，选择电流表内接法。

R x ≪ R U 且R x R mA 时,选择电流表外接法。

R x ≫ R mA R x ≪ R U 时，两种接法均可。

经过以上处理，可以减小和消除由于电表接入带来的系统误差,但电表本身的仪器误差仍然存在，它决定于电表的准确度等级和量程，其相对误差为
x x x x I I
U U R R ∆+∆=∆ 式中ΔI 和ΔU 为电流表和电压表允许的最大示值误差。

［实验仪器］
直流毫安表、直流电压表、直流稳压电源、滑线变阻器、电阻箱、待测金属膜电阻、待测晶体二极
管、待测稳压管、电键、导线等。

［实验内容及步骤］
1． 测定金属膜电阻的伏安特性
(1）按图4-11—1（a ）联接连好电路。

取金属膜电阻R x 为1000左右，每改变一次电压U ，读出相应的I 值，将测量数据记入自拟表格中，并作伏安特性图线，从图线上求得电阻值。

（2）按图4-11-1（b ）联接连好电路。

仍用（1）中的R x ，每改变一次电流I 值,读出相应的电压U 值，将测量数据记入表中，并作伏安特性图线，从图线上求得电阻值。

（3)根据电表内阻的大小，分析上述两种测量方法中,哪种电路的系统误差小。

2．测量2CP 型晶体二极管的正向伏安特性
晶体二极管PN
电时电阻很大，具有单向导电性.随着所加电压的大小，
电流也不是成比例的变化,
线,所以属非线性元件.由图4-11—2可见，在二极管两 端加正向电压时，在死区电压以内,
较大, 增长很快.二极管的正向电流不允许超过最大整流电流， 否则将导致二极管损坏。

当加反向电压时，由于少数载 反向电流很小,特别是硅管几乎为零，而且几乎不变，
形成反向饱和电流.当反向电压增大到一定程度后，反
向电流突然增大，出现反向击穿现象，此时二极管将因击穿而损坏， 所以二极管必须给出反向工作电压（通常是击穿电压的一半）。

按图4—11—3连接电路,取电源电压为: 1。

5V,从0V 开始，每隔0.1V 读一次电流，
直到电流达30mA 为止.利用实验数据作正
向伏安特性曲线;并根据图线求出伏安特性. 图 4—11
—2
I （mA ） U (V ) U 击穿
死 区
+ - V K
E mA R 0 D + -
+
数据表格自拟。

3．测量稳压管的伏安特性
(1）稳压管的稳压特性
稳压管实质上就是一个面结型硅二极管，
它具有陡峭的反向击穿特性,工作在反向击穿状态。

在制造稳压管的工艺上，使它具有低压击穿特性。

稳压管电路中，串人限流电阻，使稳压管击穿后电流不超过允许的数值，因此击穿状态可以长期持续，并能很好地重复工作而不致损坏。

稳压管的符号和特性曲线如图4—11-4所示，它的正向特性和一般硅二极管一样，但反向击穿特性较陡。

由图可见，当反向电压增加到击穿电压以后稳压管进入击穿状态，在曲线的AB 段,虽然反向电流在很大的范围内变化，但它两端的电压U z 变化很小，即U z 基本恒定.利用稳压管的这一特性，可以达到稳压的目的。

（2）稳压管的参数 a ．稳定电压U z 。

即稳压管在反向击穿后其两端的实际工作电压。

这一参数随工作电流和温度的不同略有改变，并且分散性较大，例如2CW55型的U z =6。

5~7V 左右。

但对每一个管子而言，对应于某一工作电流，稳定电压有相应的确定值。

b 。

稳定电流I z 。

即稳压管的电压等于稳定电压时的工作电流。

c . 动态电阻r z .是稳压管电压变化和相应的电流变化之比,即r z = U z /I z ，显然，U z 越小，稳压效果越好，动态电阻的数值随工作电流的增加，而减小.但当工作电流了，I z ＞5～10mA 以后，r z 减小得不显著，而当I z 1mA 时，r z 明显增加,阻值较大。

d ．最大稳定电流I zmax 和最小稳定电流I zmin 。

I zmax 是
指稳压管的最大工作电流,超过此值，即超过了管子的允 许耗散功率；I zmin 是指稳压管的最小工作电流，低于此值， V z 不再稳定，常取I zmin =1～2mA 。

（3）稳压管伏安特性测定的实验电路 实验电路如图4—11-5所示,一个滑线变阻器、一个可调 电阻和电源组成的电路部分称为限流分压器。

由于限流器只
适用于负载电阻R 较小、变压范围较窄的场合;分压器只适 用于负载电阻R 较大、调压范围较宽的场合.而稳压管的正 向电阻较小,且电流随电压的变化很大，因而要求调压范围较 窄、变流范围较宽；反向电阻很大，且电流随电压的变化很小，
因而要求调压范围较宽、变流范围较窄。

在这种情况下,无论采用分压器或限流器，都不能得到满意的调节效果，然而采用限流分压器，则可以起到调压、限流相互补充的作用，从而得到较好的调节效果。

在限流分压的电路中,限流变阻器R l 应该比分压变阻器R 0 ,有较大的阻值。

(4)测定稳压管的正向特性
a ．用万用电表欧姆档（100或1K 档)判断稳压管的正反向。

b ．按图4—11—5连接电路，R l 阻值调到最大，R 0的滑键应置于A 端使分压为零。

电源电压取1.5V 左右。

c . 将K 2投向2，接通K 1，调节R 0、R l 上滑键的位置和大小，使电压表的读数逐渐增大,观察加在稳压管上电压随电流变化的现象,通过观察确定测量范围，即电压与电流的调节范围。

(b
图4-11-4
+
I
U
U Z
A B I Zmax
I Zmin I Z
I Z D Z U Z
-
图4-11-5
K 2 1
2
A C
B
R 0
R l K 1 E mA V
D Z
d．测定稳压管的正向特性曲线，不应等间隔的取点,即电压的测量值不应等间隔地取,而是在电流变化缓慢区间，电压间隔取的疏一些，在电流变化迅速区间，电压间隔取得密一些。

测试的2CW55型稳压管，电压在0V～0.5V区间取3～5个点即可。

而在0.5V以后的区间内取7~10个点为好。

(5）测定稳压管的反向特性
a.将稳压管反接,K2投向1，电源电压取12V左右。

b。

定性观察被测稳压管的反向特性，通过观察确定测试反向特性时电压的调节范围（即
该型号稳压管的最大工作电流I zma x所对应的电压值）。

c．测试反向特性,同样在电流变化迅速区域,电压间隔应取得密一些。

［数据记录与处理]
（表格自拟）例:金属膜电阻伏安特性测量数据表
电压（V）0。

501。

001。

502。

002。

50 3.00 3.504。

004。

505。

00
电流（mA）
［注意事项］
1．使用电源时要防止短路。

接通和断开电路前应使输出为零，然后再慢慢微调。

2．测定金属膜电阻的伏安特性时,所加电压不得使电阻超过额定输出功率。

3．测定晶体二极管的伏安特性时，必须搞清管子的使用参数，以防损坏。

4．测定稳压管伏安特性曲线时,不应超过其最大稳定电流I zma x。

［思考题]
1．电表的主要规格有哪些？电流表、电压表在使用时应注意什么问题?
2．电阻的规格是什么？滑线变阻器有哪几种用法？在电路中起什么作用？
3．简述伏安法测电阻的原理，并说明电流表内接和外接时系统误差如何修正?
4．怎样判断稳压管的正反向？
5．实验中如何做到正确连接电路和安全用电？
6.欲测一量值为60mA的电流,现有1。

0级量程为75mA;1.0级量程为150mA；0。

5级级量程为200mA 三只电流表，应选哪种表测量为好？
7. 伏安法测电阻中，除电表接入带来的系统误差外,还有哪些误差存在?请分析.
8.一只6k左右的电阻，接在4.5V的电源(高电阻)上，今用电压表（内阻较小）测其两端的电压,发现小于4。

5V,试分析原因。

实验12 电表的改装与校准
万用电表是一种常用的多功能电表，是电学实验中不可缺少的工具。

其设计原理就是将一只电流计(表头)进行改装,以扩大量程。

若改装成能测量电流、电压、电阻等多种用途的电表，并借助一单轴转换开关,使多种用途的电表具有公共抽头，这就构成了一只简易的万用表。

[学习重点］
1．掌握将微安表改装成电流表和电压表的原理和方法。

2．了解欧姆表的测量原理和标定面板刻度的方法。

3．学会电表的校准方法。

4．初步掌握焊接技术。

［实验原理］
一般磁电式电流计只能通过微安量级的电流，可测量的电流,电压的范围很小，如果要用它来测量较大的电流、电压,则必须对其进行改装，以扩大量程。

1．改装微安表为电流表
使电流计(表头）指针偏转到刻度所需要的电流I g ，称为表头量程。

表头内线圈的电阻R g 称为表头内阻,量程I g 和电阻R g 是电流计的两个参数。

欲要将量程为I g 的表头改装成测量较大电流的电流表,只需在表头两端并联一个分流电阻R S ，图4-12-1所示。

由于并联了较大分流电阻，线路中的大部分电流将流过让此电阻，而表头上通过的电流正好在表头的量程范围内。

由表头和分流电阻组成的整体就为电流表，
由于表头参数是确定值。

所以,分流电阻R S 的大小
由待改装的量程I 决定。

根据欧姆定律
（4—12—1）
若扩大n 倍。

即I = nI g ,则
（4-12—2)
以上是改装成单量程电流表时分流电阻的计算方法,而实际上常常要改装成多量程的电流表.这样，在表头上要同时串、并联n 个电阻,则各个电阻的算法要稍微复杂些,根据欧
姆定律,可算出各分流电阻的阻值，现以图4-12-2改装成两个量程的电流表和两个量程的电压表的电路为例，说明如下。

设I g = 100A,R g = 2000 现改装成I 1= 1mA 和I 2=10mA 两个量程的电流表，可按下列方法计算R S1、R S2。

先计算扩大量程为I 1=1mA 时的分流电阻R S ，由
计算扩大量程为I 2=10mA 时的分流电阻R S1时，应考虑到现在的表头内阻以不再是R g ，而是R g 与R S2
的串联阻值，故
将R S =R S1+R S2和R S = R g / 9代入上式则得：R S2 = R g / 10;R S1=R g / 90。

代入参数可得：R S1=22.2
，R S2=200。

R g
I g R S
I - I g
I
G + -
1)(-=
-==-g g
g g g s g
g s g I I R I I R I R R I R I I 1
-=
n R R g
s 图4-12-1
图4-12-2
10mA 1mA 3V 5V
G
+ - R S1
R S2
R H1
R H2
9
1
101
g g g S R R n R R =
-=
-=
99
1
1001
2
221S g S g S g S R R R R n R R R +=
-+=
-'+=
2． 改装微安表为电压表
微安表只能测量小电压（量程为U g = I g R g ），要想测量较大的电压则必须进行改装，扩大其测量范围，改装的方法是在微安表上串联一个较大的电阻R H 作分压，使被测电压大部分的压降都落在分压电阻上，而微安表上的压降很小，不超过U g 。

表头与分压电阻组成的整体就为电压表，如图4—12-3所示。

R H 的大小由所要改装的电压表的量程决定。

设微安表量程I g ,内阻R g ，欲改成电压表量程为U 由欧姆定律：
g g
H H g g R I U
R U R R I -=
=+;)( （4—12—3) 以上是改装成单量程的电压表时分压电阻的算法。

对于改装成多量程电压表，需要多个电阻串联，此时运用欧姆定律可算出各分压电阻的阻值。

我们仍以图4—12-2为例,说明微安表改装成3V 和5V 两个量程的电压表时,分压电阻R H1、和R H2的计算。

计算R H1和R H2时，应考虑到现在的表头内阻是R g 与R S1和R S2的并联阻值，我们用R g 表示：
2
121)(S S g S S g g
R R R R R R R +++='
新表头量程I
g
=1mA,则：
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛'-'=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛'-'=+g g H g g H H R I R R I R R 35121
则： R H1=2800
， R H2=2000
3． 改装微安表为欧姆表
欧姆表是用来测量电阻阻值大小的，其电路如图4—12-4所示。

图中R l 为固定电阻，R 0为可变电阻,R x 为待测电阻。

首先取R x =0,即使
a 、
b 两点短路，调节可变电阻R 0使表头指针指向 满刻度。

此时 （4-12—4）
式中R g 为表头内阻,r = R 0+R l
当R x = 时，即a 、b 两点开路时
（4-12-5）
可见欧姆表标尺刻度的零点恰好与电流表相反.
当待测电阻R x 在零和无穷大之间时，电路中通过的电流为
（4-12—6） + I g
G
R H
-
图4—12-3
r R U
R R R U I g l g g
+=++=00
=++=x
g g R r R U
I 图4-10—4
x
g x R r R U
I ++=
图4—12—4 a + b -
+
- r R 0 R l
R x
E
G
当电池端电压U ，表头内阻R x 、和r 事先确定时，则I 与R x 有对应关系。

对不同电阻，表头指针就指出不同的偏转读数。

R x 越大电流I 越小,偏转的读数也就越小，故欧姆表是反向刻度，且刻度不均匀，R x 越大,刻度越密，如图4—12—5所示。

当待测电阻R x = R g +r 时有
2
)(2g g x g x I r R U
R r R U I =+=++= （4-12-7）
由上式可知，当被测电阻R x 等于欧姆表内部总电阻(R g +r ）时，欧姆表指针指在表盘标度尺的中心，通常把（R g +r)称为欧姆表的中值电阻，用“R c "表示，即R c = R g +r 。

因此，欧姆表标度尺的中值电阻实际上就是该档欧姆表的总内阻。

一般说来，当R x 接近R 中时，测量误差最小，通常将（1/5)R C ～5 R C 定为欧姆表的有效测量范围，并用中值电阻来表示欧姆表的量程，中值电阻不同，量程则不同。

在设计多量程欧姆表时，为了能够通用一条欧姆标度尺，各档中心值（中值电阻）均按10倍相差,并以“R 1”档的中心值标定出来,所以R 1档的中心值又称为欧姆表的表盘中心标度值。

其余各档的中心值与表盘中心标度值的关系为：
某档中心值=表盘中心标度值该档倍率，表盘中心标度值视设计者的需要而定，一般采用12或24。

中值电阻的大小与电流表的灵敏度和回路电压有关.由（4-12—4）式知R c = R g +r = V/I g ，若E 为一节电池，而且其电压降至1。

2V 为更换界限，则R c 完全由I g （ 应视为极限灵敏度）确定：
这个R c 称基本档的中值电阻，它决定了欧姆表的最大量程，该中值与表盘中心表度值的比值即为欧姆表的最大倍率.例如I g =1mA ，表盘中心标度值为12,则R c =1。

2V/1mA=1200，最高档倍率为1200/12=100，
可见,电源用一节干电池时，此欧姆表只能有1、10、和100三个量程。

若想提高倍率，只有提高电源电压或提高表头灵敏度。

此外电池的端电压随着使用时间的增长要不断下降，而表头的内阻R g 为常数，故要满足待测电阻R x =0时，电路中通过的电流恰为表头的量程I g ，必须使r = R 0十R l 也跟着改变，公式：r
R U
I g g +=
实际上是R x = 0的情况，表头的指针偏转到0刻度是通过调节可变电阻（电位器）R 0的阻值来实现的。

为防止电位器R 0调得过小而烧坏电表，特用固定电阻R l 来限制电流。

图4-12—5
g c I V R 2.1=
4．电表的校准
改装后的电表是否符合使用要求，要用标准表进行校准,并作校准曲线,图4-12—6是校准电流表的电路,将改装表与标准表串联起来调节滑线变阻器，使改装表读数从零增加到满刻度，同时记下改装表和标准表相应的读数，然后以改装表的读数为横坐标，以标准表的读数为纵坐标，做出校准曲线。

图4—12-7是校准电压表的电路,将改装表与标准表并联，校准方法与电流表类似。

[实验仪器］ 微安表（表头)，标准电流表（0～150mA)，标准电压表（0～30V)，滑线变阻器,电阻箱（0~99999。

9
)，电位器，稳压电源各一件,固定电阻，开关，导线若干.
［实验内容及步骤]
将给定表头改装成包括0 ～ 1mA ~10mA 电流表、0 ～5V~10V 电压表和欧姆表的多用表。

1．根据实验室给出的表头参数I g 和R g ，算出R S1，R S2,R H1，R H2的大小。

2.从实验室所给出的电阻中，选配好R S1，R S2，R H1，R H2，并对其进行焊接前的处理,即，将各焊头用砂纸或刮刀打磨后上锡。

3. 参照图4—12-8进行焊接,各焊点必须焊牢，不得虚焊。

焊点要光滑，饱满.
4．分别对改装的0 ~1mA 电流表和0 ～ 5V 电压表进行校正。

将测量数据填入表1和表2,并作电流表的校正曲线，计算出改装表的级别。

5．利用电阻箱对欧姆表表面刻度。

[数据记录与处理］
表1 0~1mA 电流表的校正
V 标准表 改装表
+ -
- +
R H
E
+ -
K 图4-12—6
图4—12-7
+ -
—
G
图4—12-8
K
-
+
+ mA G
R S 改装表
标准表
E -
+
G
+
R S1
R H1
R 0
R l
+
-
-
R S2
R H2
10mA
1mA
5V
10V
I改（mA）0．000．100．200．300．400．500．600．700．800．901．00
I标（mA)
表2 0~5V电压表的校正
U改(V）0．000．501．001．502．002．503．003．504．004．505．00
U标（V)
[注意事项］
1．对电表进行校正时,要注意保护各仪表，防止因电压过高、短路烧坏仪表。

2．使用电烙铁焊接时，要特别注意，防止触电、烫伤等事故.烙铁一定要放在烙铁架上。

[思考题]
1．如何测量表头的内阻R g？
2．证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内电阻相等。

3．若要将I g=100A,R g=2000的表头改装成欧姆表，试求r的变化范围，设电池的端电压变化范围为1.3～1。

7V。

4．在校正电流表和电压表时如果发现改装表与标准表读数相比偏高，应如何调节分流电阻R S和分压电阻R H？
4．本实验中要想保证设计和组装的精度要求，应注意哪些问题?
实验 13 用单臂电桥测量中值电阻
电桥法测量是重要测试技术之一,不但用于电工测试技术，而且在非电量测量中也广泛采用，如电阻、电流、电感、电容、频率、压力、温度等.由于它的灵敏度、精确度相对较高，又有结构简单、使用方便等特点，在现代自动化控制，仪器仪表中许多都利用电桥这些特点进行设计、调试、控制.
测电阻有多种方法,如伏安法，欧姆表法等，它们多数都不同程度地受到电表精度和接入误差的影响。

但使用电桥法测电阻是一种比较法，上述影响比较小，只要标准电阻很精确，检流计足够灵敏，那么被测电阻的结果就有较高的准确度。

但电桥法测电阻也受到一定限制。

如对高电阻（106）测量就不适用，必须选择其它测量方法。

如冲击电流计法、兆欧表法、伏安法等。

本实验主要介绍用单臂电桥（惠斯通电桥）法测量中值电阻（1～106)。

［学习重点］
1．掌握用惠斯通电桥测量电阻的原理和方法。

2．学习用交换法减小和削除系统误差.
3．初步研究电桥的灵敏度。

［实验原理］
1．惠斯通电桥的线路原理
惠斯通电桥的基本线路如图4-13—1所示.它是由四个电阻R 1、R 2、R S 、R x 联成一个四边形ABCD ，在对角线AB 上接上电源E ，在对角线CD 上接上检流计G 组成。

接入检流计（平衡指示）的对角线称“桥"，检流计的作用就是将“桥”两端的电位U C 和U D 直接进行比较。

而四边形的每一条边称为电桥的一个“桥臂"。

在一般情况下， 桥路上检流计中有电流通过，因而检流计的指针有偏转。

若适当调节电阻值，例如改变R S 的大小,可以使C 、D 两点的电位相等，即U C = U D ，此时流过检流计G 的电流I g = 0 ,这称为电桥平衡.即有 U C = U D
I R = I R x = I 1
I R2 = I RS = I 2
由欧姆定律知道
U AC = I 1R 1 = U AD = I 2R 2 U CB = I 1R x = U DB = I 2R S 由以上两式可得
(4-13—1)
此式即为电桥的平衡条件。

若R 1、R 2、R S 已知，R x 即可由上式求出.通常取R 1、R 2为标准电阻,R 1／R 2称为桥臂比，改变R S 使电桥达到平衡，即检流计G 中无电流流过，便可测出被测电阻R x 之值。

2．用交换法减小和消减系统误差
分析电桥线路和测量公式可知,用惠斯登电桥测量电阻R x 的误差，除其它因素外，与标准电阻R 1、R 2的误差有关。

我们可以采用交换法来消除这一系统误差，方法是：先连接好电桥电路，调节R S 使G 中无电流,可由式（4-13—1）求出R x .然后将R 1与R 2或R S 与R x 交换位置，再调节R S ，使G 中无电流，记下此时的R S ，可得
S x R R R R '=
1
2
(4—13—2) 式(4-13-1）和（4-13-2）两式相乘得 R 2x = R S R
S
或 S
S x R R R '= （4-13—3) 这样就消除了由R 1、R 2本身的误差对R x 引入的测量误差。

R x 的测量误差只与电阻箱R S 的仪器
误差有关，而R S 可选用高精度的标准电阻箱，这样系统误差就可减小。

3．电桥的灵敏度
（4—13—1）式是在电桥平衡的条件下推导出来的，而电桥是否平衡，实际上是看检流计是否有偏转来判断。

检流计的灵敏度总是有限的，如我们实验中所用的检流计,指针偏转一格所对应电流大约为10—6A.当通过它的电流比10—7A 还要小时,指针的偏转小于0。

1格,就很难觉察出来。

假设电桥在R 1／R 2 =1时调到了平衡，则有R x =R S 。

这时，若把R S 改变R S ，电桥就应失去平衡，检流计中有电流I g 流过。

但是，如果I g 小到使检流计觉察不出来，那么，
S x R R R R 2
1
=图 4-13—1
R 1 R 2
R x R S G C D
A B K K g
I 1
I 2
我们就会认为电桥还是平衡的。

因而得出R x =R S 十R S ，R S 就是因为检流计灵敏度不够而带来的测量误差R x 。

对此，我们引入电桥灵敏度的概念，其定义为 S = n /（R x / R x ） (4-13
—4）
R x 是在电桥平衡后R x 的微小改变量（实际上是改变R S ，可以证明，改变任一臂所得出的电桥灵敏度是一样的），n 是由于电桥偏离平衡而引起的检流计的偏转格数。

S 越大，说明电桥越灵敏，带来的误差也就越小.例如S =100格,一般我们可以觉察出检流计有0.2格的偏转，这样，只要R S 改变0。

2％，我们就可以觉察出来。

也就是说，由于检流计灵敏度的限制所
带来的误差肯定小于0.2％。

S 的定义式可变换为
(4-13—5)
式中，S i 为检流计的电流灵敏度，S l 为电桥线路的灵敏度.即电桥的灵敏度不仅与检流计的灵敏度有关，而且还与线路参数（R 1、R 2、R S 、R x 、E ）的取值有关。

一般在用电桥测电阻时，应保证较高的电桥灵敏度。

在检流计、电源一定的情况下，桥臂电阻的取值及桥臂比,都会影响电桥的灵敏度。

同时要合理确定桥臂比R 1／R 2之值，使测量结果的有效数字位数足够多，一般应比由误差决定的位数多一位。

但在测量时还应保证在改变R S 的最小可调档(R Smin ）两次,或改变量为仪器误差 I 时应能觉察出检流计指针的偏转(0。

2格)。

否则,位数再多也是不实际的。

4． QJ23A 型携带式直流单电桥
QJ23A 型携带式直流单电桥适用于测量1～11.11106范围内的电阻，基本量程为10～1。

111105，它的内部接线及面板外型如图4—13—2、4-13-3所示.图4—13—3中下面四只读数盘为R S （比较臂）,右下角两接线端钮“R x "为被测电阻接线端钮，左下角“B ”为电源按钮开关，“G ”为检流计按钮开关,检流计右面的旋钮为比率臂选择开关（桥臂比R 1／R 2之值)，从10-3～103以10倍相差，共有7个比值,直接刻在转盘上，左上角两接线柱为外接检流计的接线端钮，右上角的接线柱为外接电源的接线端钮。

“G ”为检流计选择开关；“B ”为
电源选择开关。

当使用仪器所附检流计时，将“G ”开关倒向“内接”一侧即可。

若需外接检流计时将“G ”开关倒向“外接”一侧。

同样，若用外接电源时，需把“B ”开关倒向“外接”一侧,用仪器内电源时“B ”倒向“内接”一侧。

l i x x g
g
S S R R I
I n
S ⋅=∆∆⋅∆∆=)
/(⨯
使用方法：
1．将“G"和“B ”开关均倒向“内接”一侧.调节检流计调零旋钮,使检流计指针指向零刻度。

2．选择比率臂的倍率值，用万用表粗略测出待测电阻的数值，根据其大小，将比率臂选择开关调到合适的档位（如R x 为104 ，置“10"， 为103，置“1"等），保证比较臂有四位有效数字。

3．将被测电阻接在“R x "接线端钮之间，测量时先按“B ”，后按“G ”，测量结束时，应先松开“G ”，后松开“B ”,(测量电感性电阻时尤其要注意，否则检流计将被感生电动势损坏）.
4．调节比较臂，从高档往低档调节R S 的四个读数盘，使检流计指针向零点趋近,直至电桥平衡为止，则被测电阻R x =比率值比较臂读数.
5．测量完毕,将“B"开关倒向“外接"一侧，以免电桥长期处于工作状态而损坏,同时也可避免电池的损坏和浪费。

［实验仪器]
QJ23A 型携带式直流单电桥、电阻箱、检流计、电源、开关、待测电阻等。

[实验内容及步骤]
1．自搭电桥，按图（4—13-4)连接电路。

注意连线操作时应遵从电学实验操作规程，连线按回路依次连接，并使电路布局合理。

图中“桥”
路开关K g 上并联了一个高电阻R m ，其作用是保护检流计，方便平衡状态的
调节。

测量时先打开K g ，由于R m 较大，所以流经检流计的电流不会太大.调节R S 使电桥接近于平衡状态时，再合上K g 使R m 短路,此时桥路的灵敏度
增高，再仔细调节R S ，使电桥平衡，即G 指针指零。

2．测未知电阻R x 。

（a ）记录R x 的标称值或用万用表的粗测值。

（b ）分别选择比率臂（桥臂比）R 1/R 2 的不同10进倍率（可参考后面的数据表格）测量R x 。

测量时，先根据选择的倍率预置R s 值，然后接通电源进行测量。

（测量方式按第1条所述要求进行）
3．测量灵敏度S 。

测量R x 时，在不同的(桥臂比），即R 1/R 2 的不同10进倍率的比值下,当电桥平衡后，使
图 4—13-2
B
图 4—13—
R 2
R 1 R S K
K g I 2 I 1 G
R x E R m。