双臂电桥测低电阻实验教案

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双臂电桥测低值电阻

实验仪器
SB-82型双臂电桥、 QJ44型双臂电桥、稳压电源、复射式检流计、游标卡尺、标准电阻、待测电阻。
实验原理
1.消除接线电阻和接触电阻流程图
＋
－
R0
K
K
图一
A
A
＋
＋
＋
－
－
－
E
ERRI来自I1I2r3
r1
r2
r4
(a)
(b)
R0
实验原理
K
图二
mV
A
＋
＋
－
－
E
(a)
(b)
R0
R
r3
r1
注意事项
1.电流接头和电压接头应分开连接。 2.测直径时应小心，不要碰弯金属电阻丝。
思考题
1、实验时哪部分用较粗而短的导线为易，而哪些部分可不作要求？ 2、如果发现电桥灵敏度不足，原则上可采取哪些措施？ 3、为了获得良好的测量结果，在操作上应注意什么？
◆实验目的 ◆实验仪器 ◆实验原理
◆实验内容 ◆注意事项 ◆思考题
双臂电桥测低值电阻
实验目的
⒈了解双臂电桥测低电阻的原理，掌握使用方法。 ⒉测定导体棒的电阻率。 ⒊了解QJ44型双臂电桥的使用方法。
r2
r4
mV
＋
－
R0
K
A
＋
－
E
R
a
b
c
d
实验原理
2.双臂电桥原理图及公式推导
RX
r
G
A1
A2
B2
B1
B3
B4
D1
D2
F
C
E
Rb
R3
R4

双臂电桥测低电阻实验教案

右上角工具箱：各种使用工具，如计算器等。右上角help和关闭按钮：help可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关闭实验。实验仪器栏：存放实验所需的仪器，可以点击其中的仪器拖放至桌面，鼠标触及到仪器，实验仪器栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不允许拖动仪器栏中的仪器了。提示信息栏：显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信息等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。实验状态辅助栏：显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出)，
(4)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到(3)式成立。
为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻的阻值
(
，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(4)式。
三、实验内容
用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻率ρ ，先用（3）式测量 Rx, 再用ρ =S/L*Rx 求ρ 。
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法：鼠标点击单选按钮选择开关状态。直流复射式检流计：
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法：鼠标左键或右键点击旋钮可以向左或者向右转动旋钮；鼠标左键点击电源模式开光来改变电源模式。电流表：
实物照片
直流稳压电源：
仿真实验中的仪器
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法：鼠标左键或右键点击旋钮，可以转动旋钮。鼠标键按下不松开，旋钮会一直旋转。鼠标左键点击开关，可以打开或关闭电源。标准电阻：
双臂电桥测低电阻实验
一、实验简介
电阻按照阻值大小可分为高电阻(100K以上)、中电阻(1 ～100K)和低电阻(1以下)三种。一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于 10-5~102 电阻的测量。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率。

双臂电桥测量低电阻实验报告

双臂电桥测量低电阻实验报告实验报告
实验目的：通过双臂电桥的测量方法，测定低电阻值。

实验原理：低电阻值的测量需要采用高灵敏度的电桥方法。

电
桥测量法是将待测电阻连接入一个电桥电路中，通过改变电桥电
路中的电阻值，使其成为平衡状态，从而得到电桥电路中待测电
阻的阻值。

双臂电桥是一种特殊的电桥，它可以精确测量低电阻值。

实验器材：双臂电桥、标准电阻、待测电阻、万用表、导线等。

实验步骤：
1. 将双臂电桥连接好，通电后调整电桥的灵敏度和零点位置。

2. 加入标准电阻，调节滑动变阻器，使电桥达到平衡状态。

记
录标准电阻的阻值。

3. 拆换标准电阻，加入待测电阻，并调整滑动变阻器，使电桥
达到平衡状态。

记录待测电阻的阻值。

4. 重复步骤2和3，进行多次测量，保证结果的准确性。

实验结果：我们进行了10次测量，得到的待测电阻阻值如下：
0.13Ω，0.12Ω，0.14Ω，0.12Ω，0.11Ω，0.13Ω，0.12Ω，0.12Ω，0.14Ω，0.11Ω
这些测量值的平均值为0.124Ω。

因此我们认为待测电阻的阻值
为0.124Ω。

实验结论：通过双臂电桥的测量方法，我们成功地测定了低电
阻值，并得到了0.124Ω的结果。

本实验结果总体精确度较高，结
果可信。

直流双臂电桥测量低值电阻

由于电压表内阻较大，故 r1 、r4 对其影响 r 不大可以忽略，而 r2 、 3 与RX相比不能忽略，有时甚至超过RX，所以图a不能用于低阻的测量。
V Rx A E K （图a）
A V r1 r2 E Rx K （图b） r3 r4
解决上述问题的关键在于消除 r2 和 r3的影响。如图c就可达到这个目的，它将低电阻 RX 两侧的接点分别分为两个电流接点cc和两个电压接点pp，这样电压表测量的是长为 L的一段低值电阻两端的电压。这样的四接点测量电路使低值电阻测量成为可能。
d G R4 R1 r1 a Rx b1 E （图 d ） b RG R3 R2
r2 b 2 R S c r3 A K
R3 R3 = I ( Rx + r2 + Rs) Udc = Uac R3 + R4 R3 + R 4
=
由于r2<< R1, r2<< R2.上两式中取
I r2 ≈ I RS = I
r2 R2 R3 相除得： (RX + RS + r2 ) = + RS R3 + R4 R1 + R2
则
RX = RS
R4 R3
R3 R1 当 R = R 时，可以消除接触电阻r2 的影响。 2 4
R4 1+ R3 + r2 ( 1) R1 1+ R2
此时
R4 RX = RS R3
R1 R3 即满足 I G = 0 和的条件下， = R2 R4
可以用上式算出未知低值电阻。三、实验内容 a) 用箱式双臂电桥测量钢棒的电阻。 b) 根据测量的电阻，测出钢棒长度及横截面积（测直径）计算钢的电阻率。

用双臂电桥测量低电阻

双臂电桥测量低电阻【实验目的】1. 了解双臂电桥测低电阻的原理和方法.2. 了解附加电阻对低电阻测量的影响及消除方法.【实验仪器】QJ44电桥、待测低电阻【实验原理】用单臂电桥可测中等阻值的电阻（10^106Q ）,而对于低电阻，则不能由单臂电桥来测量.主要是因为连接导线的电阻和接点间的接触电阻（我们称之为附加电阻，数量级为（10-^10-* Q ）的影响，会使测量结果产生较大的误差.为了减小误差，我们采用双臂电桥（亦称开尔文电桥）来测量低电阻.1. 附加电阻对低电阻测量的影响和四端连接线法我们先用毫伏计测量金属棒P 已间的电压来说明•如图1所示，电流在接头戸处分为办和/2,齐经电源和金属棒间的接触电阻门方能进入彼测电阻心，在通过后，又要经过接触点卩2处的电阻门，方能回到电源电路•而/2在戸处经电流和亳伏计的接触电阻门（门还包括连接亳伏计导线的电阻）才进入亳伏讣，并通过B 处的接触电阻r 4 （□也包括接线电阻）返回电源电路•据此分析可将图1电路等效为图2•由于毫伏讣的内阻很大，通过的电流A 很小，所以附加电阻r 3, r 4对&两端电压测量的影响可以忽略不计•亳伏计的示值为门，g 门三个串联电阻压降之和，而心是低电阻，所以门，门的影响自然不能忽略,因此这样测出的电压与&两端相差较大，产生了明显的系统误差.图1测低电阻两端的电压为了消除上述系统误差，我们可以在保持亳伏汁所连接点巴，B 不变的情况下，将电源电路接在P], P2延长部分的Cl, a 两处，这样接触电阻门，门就转移到电源电路中去了，不会影响原长戸屮2间电压的测量•其接线情况及等效电路见图3和图4.这种把引入电流的接头放在测量电压接头外侧的接线方法叫四端接线法•四端接线法是消除接线电阻和接触电阻对低电阻测量影响的有效方法，并且规左用Cl, C2表示处于外测的电流接头，用Pl, B 表示处于被侧位置的电压接头•标准电阻就是采用了这种接线方法，所以在标准电阻上安装了四个接线柱，较大的一对为电流接线端，而较小的一对为电图2测低电阻电压等效电路压接线端•对采用四我们往往称之为四端电阻. 图4四端接线法的等由以上分析可见："四端接线法”可以消除附加电阻对低电阻测量的影响•如将该方法应用到单臂电桥中，则改进了的电桥就能准确地测量低电阻了，因此可将单桥中的心和加用恐和Rx 代替.由于被测电阻Rx与标准电阻均为低电阻，因此Rx，R N应该采用“四端接线法”，于是我们可将图5所示的单臂电桥电路改装成图6所示的双臂电桥电路，其中心用代替.现在我们就图6的电路进行分析，首先看一下的P端对于G点的接线电阻，它串入到电源电路中，不对R N产生影响，对于戸点，它的附加电阻引入到了川支路，而在川支路中，用比较大，而附加电阻与&比较可忽略，因此，在P端，附加电阻的影响可消除. 同理Rx的Q端的附加电阻的影响也可消除.我们再来看一下Rx的M端，对于A点，它的附加电阻可引入到P?A支路，若在此支路上加大一个电阻心，如图7所示，即可消除B点附加电阻的影响•对于C?点的附加电阻,它与C点的附加电阻和导线电阻暂计为r.同理&的N端中的/¥与A情况相同•因此，在7YA支路也加上一个大电阻凡'，这样在图7中仅附加电阻/■对测量的影响未消除.我们再来看一下电桥平衡时的情况：在电桥平衡时检流计的电流为零•则有：通过川，Rs 的电流相等，设为/i：通过心和Rx的电流相等，设为A：通过心和的电流也相等，设为厶•同时V B=V A,则可得出方程组：1 \R\ = ?2 心 +尺2【As = J2R X + h R S ' Z3(/?2 + /?/) = (Z2-/3)r解上述方程组可得(1)rR2 R s Rs9R2+R s f + r[ & R2)R pr"使才二瓦’则式（1）变为(2)即可消除厂的影响.因此我们只要使&与心,Rs与Rs'同步变化,即：R I=R2, Zs僦可达到目的.在双桥中，虽然『的大小不影响电桥的平衡，但『越大则电桥的灵敏度越低，所以在连接标准电阻和被测电阻的电流端采用短而粗的导线并尽量减小电阻，从而提髙电桥的灵敏度.同时要注意，在连接时一泄要接牢固，当心附加接触电阻的影响.3. 电阻率的测量我们已知，一段导线的电阻R为R = p —ARA p=u厶为导体的长度，A为导体的截而积，p为电阻率，R为厶长度的电阻. 对于圆柱体有D为导体的直径.如图8为QJ44型双臂电桥而板布置图。

(整理)双臂电桥测量低电阻0001

实验题目：双臂电桥测量低电阻实验目的：掌握双臂电桥的工作原理，并用双臂电桥测量金属材料的电阻率实验原理：（见预习报告）实验仪器:实验内容:QJ] •型双臂电桥（订，级）电流表（5A）i.LMH 标准电阻（0.01级）JWY 型直流稳压电源（5A15V）直流复射式检流计（C15/4或6型）低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）R P电阻另外还有导线、千分尺、超低电阻（小于0.001 Q ）连接线等仪器。

61、用千分尺测量铜棒和铝棒的直径，测量六次。

2、按实验室所给示意图连接好电路，将铜棒分别选取 30cm 和40cm 长度接入电路，将双刀双掷开关正反各打三次，各得6个电阻数据。

3 、将铝棒选取40cm 长度接入电路，将双刀双掷开关正反各打三次，得到6个电阻数据。

4、根据所得数据算出各自的电阻率，并计算铜棒40cm 接入电路时的数据不确定度。

实验数据：1 .导线直径导线直径 1 2 3 4 5 6 铜（mm 4.984 4.983 4.981 4.981 4.984 4.982 铝（mm4.9704.9724.9744.9704.9694.9702.电阻的测量正向开关时测量值（Q ）反向开关时测量值（Q ）1 2 3 1 2 3 40cm 1587.311589.01 1588.411586.311588.011588.01铜导线 30cm 1193.01 1191.551192.35 1194.05 1194.551194.35铝导线 40cm712.85713.25717.85717.45717.65（千分尺初始值：-0.011mm ）713.25数据处理：一、导线直径 1 •铜棒直径平均值4.984 4.983 4.981 4.981 4.984 4.9826mm -（-0.011）mm 二4.994mm2•铝棒直径平均值4.970 4.972 4.974 4.970 4.969 4.9706mm -（-0.011） mm 二 4.982mm、40cm 的铝导线电阻率1 •测量所得电阻的平均值712.85 713.25 713.25 717.85 717.45 717.65门-715.38' 123 2「JD RR n工14(4.982 10一)715.38 0.001门 m =3.48 10斗「m30cm 的铜导线电阻率测量所得电阻的平均值67 R ii 」1193.01 1191.55 1192.35 1194.05 1194.55 1194.351193.31.16将R 代入计算得23 2「J D RR n』14 他994 10一)1193.31 0.00咕口=7.79 10斗5四、40cm 的铜导线电阻率及其不确定度分析1 •测量所得电阻的平均值6' R i心 1587.31 1589.01 1588.41 1586.31 1588.01 1588.01 .,R 1587.841.162 •将R 代入计算得3•不确定度的计算(1) 直径D— 2(D -D i )(4.994 —4.995)2 +(4.994 —4.994)2 +(4.994 —4.992)2 +(4.994 —4.992)2 +(4.994 —4.995)2 +(4.994 —4.993)2 口口=0.001mm取P=0.95，查表得t 因子t P =2.57，那么测量列 D 不确定度的A 类评定为o-(D) 0 001t P2.57 mm =0.001mm.n .6仪器(千分尺)的最大允差△仪=0.001mm 按照正态分布算，测量列的不确定度的 B 类评定g(D)= 0.0003mmC 3那么合成不确定度4LR i4 0.4 10004LR i4 0.3 10002 -二 DRR n4LR 3.14(侦410于 1587.840.001门口 =7.77 10 容 m4 0.4 1000U(D)二[t/'(D)]2 [k P u B(D)]2二.0.0012 (1.96 0.0003)2mm=0.001mm,P=0.95 I <6(2) 电阻R电阻R 的测量列的标准差为、(R -R i )2in -1(1587.84 -1587.31)2(1587.84 -1589.01)2 • (1587.84 _1588.41)2(1587.84 -1586.31)2(1587.84 -1588.01)2 X 2「=0.94 Q取P=0.95，查表得t 因子t P =2.57，那么测量列 R 不确定度的A 类评定为c(R) 0.94tp2.57 ——：,0.99'J.n 6仪器(电阻箱)为 0.02 级，那么△仪=1608X 0.02%Q =0.32 Q , u B ( R ) =△仪=0.32 Q 。

双臂电桥测量低电阻实验

双臂电桥测量低电阻讲义引言用惠斯顿电桥测量中等电阻时，忽略了导线电阻和接触电阻的影响，但在测量1Ω以下的低电阻时，各引线的电阻和端点的接触电阻相对被测电阻来说不可忽略，一般情况下，附加电阻约为10-5~10-2Ω。

为避免附加电阻的影响，本实验引入了四端引线法，组成了双臂电桥（又称为开尔文电桥），是一种常用的测量低电阻的方法，已广泛的应用于科技测量中。

【一】实验目的1．了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构；2．学习使用双臂电桥测量低电阻；3．学习测量导体的电阻率。

【二】实验仪器QJ—19型单双臂电桥，待测电阻，电流，游标卡尺，千分尺，灵敏检流计，标准电阻，反向开关，电阻箱，导线等。

QJ—19型单双臂电桥简介QJ—19型电桥线路如图，板面布置如图1所示。

它是一种单双臂两用电桥，当作单臂电桥时，把3、4短路，在5、6上接上待测电阻，9、10接上电源即可进行测量。

它在结构上使R和Rˊ为同轴调节，保证两电阻值总是相等，在作双臂电桥使用时，调节R1=R2。

这样就保证了测低电阻时所要求的条件。

现在介绍作双臂电桥使用的方法图1 QJ-19型电桥原理图像使用时，将检流计、标准电阻和待测电阻的电位接头P1、P2分别接到“电计”、“标准”和“未知”（双）接线柱上。

待测电阻和标准电阻的电流接点（J1、J2）相串联后通过反向电键盘再通过可变电阻和电流表与电池两极相连，如图 2 所示。

板面上的粗、细和短路按钮，分别是检流计支路开关S1、S2和S3。

R和Rˊ是采取同轴调节（面板上只标出R）各由五个十进盘电阻组成，分别为×100，×10，×1，×0.1、×0.01Ω。

R的数值决定待测电阻的有效位数。

另一对比率臂R1和R2分别可调节成104、103、102、10四个阻值。

作双臂电桥使用时必须使R1=R2 。

R1和R2的取值根据R s和R x数量级而定，必须保证R的×100档取非零值。

双臂电桥测量低电阻

双臂电桥测量低电阻【1 】用惠斯顿电桥测量中等电阻时,疏忽了导线电阻和接触电阻的影响,但在测量1Ω以下的低电阻时,各引线的电阻和端点的接触电阻相对被测电阻来说不成疏忽,一般情形下,附加电阻约为10-5~10-2Ω.为防止附加电阻的影响,本试验引入了四端引线法,构成了双臂电桥（又称为开尔文电桥）,是一种经常运用的测量低电阻的办法,已普遍的运用于科技测量中.一、试验目标1．懂得四端引线法的意义及双臂电桥的构造;2．进修运用双臂电桥测量低电阻;3．进修测量导体的电阻率.二、试验道理1．四端引线法测量中等阻值的电阻,伏安法是比较轻易的办法,惠斯顿电桥法是一种周详的测量办法,但在测量低电阻时都有产生了艰苦.这是因为引线本身的电阻和引线端点接触电阻的消失.图1为伏安法测电阻的线路图,待测电阻R X两侧的接触电阻和导线电阻以等效电阻r1.r2...r3.r4暗示,平日电压表内阻较大,r1和r4对测量的影响不大,而r2和r3与R X串联在一路,被测电阻（r2+R X+r3）,若r2和r3数值与R X为统一数目级,或超出R X,显然不克不及用此电路来测量R X.若在测量电路的设计上改为如图2 所示的电路,将待测低电阻R X两侧的接点分为两个电流接点C-C和两个电压接点P-P,C-C在P-P的外侧.显然电压表测量的是P-P之间一段低电阻两头的电压,清除了r2.和r3对R X测量的影响.这种测量低电阻或低电阻两头电压的办法叫做四端引线法,普遍运用于科技测量中.例如为了研讨高温超导体在产生正常超导改变时的零电阻现象和迈斯纳效应,必须测定临界温度Tc,恰是用平日的四端引线法,经由过程测量超导样品电阻R随温度T的变更而肯定的.低值尺度电阻恰是为了减小接触电阻和接线电阻设有四个端钮.图1 伏安法测电阻图2 四端引线法测电阻2．双臂电桥测量低电阻用惠斯顿电桥测量电阻,测出的R X 值中,现实上含有接线电阻和接触电阻（统称为R j ）的成分（一般为10-3~10-4Ω数目级）,若R j /R X <R X <0.5%,平日可以不斟酌R j 的影响,而当被测电阻达到较小值时,R j 所占的比重就显著了.是以,须要从测量电路的设计上来斟酌.双臂电桥恰是把四端引线法和电桥的均衡比较法联合起来周详测量低电阻的一种电桥.如图 3中,R.R ˊ.R 1.R 2为桥臂电阻.R s 为比较用的已知尺度电阻,R x 为被测电阻.R s 和R x 是采取四端引线的接线法,电流接点为C 1.C 2（R s 在什物上是较粗的,R x 在什物上是外侧两接点）;电位接点P 1.P 2（R s 在什物上是较细的,R x 在什物上是内侧两接点）. 被测电阻则是R x 上P 1.P 2间的电阻. 图3 双臂电桥测低电阻测量时,接上被测电阻R x ,然后调节各桥臂电阻值,使检流计指导慢慢为零,则I g=0时,依据基尔霍夫定律可写出以下三个回路方程.'2211R I R I R I s s +⋅=式中r 为Cs 2和Cx 1的线电阻.将上述三个方程联立求解.可写成下列两种不合情势.由此可见,用双臂电桥测电阻,R x 的成果由等到式右边的两项来决议,个中第一项与单臂电桥雷同,第二项称为更正项.为了使双臂电桥求R x 的公式与单臂电桥雷同,使盘算便利,所以试验中可设法使更正项尽可能做到为零.在采取双臂电桥测量时,平日可采取同步伐节法,令R/R 1=R ˊ/R 2,使得更正项能接近零.则式（2.3.4）变成别的,R x 和R s 电流接点间的导线运用较粗的.导电性优越的导线,以使r 值尽可能小,如许,即使R/R 1与R ˊ/R 2两项不严厉相等,但因为r 值很小,更正项仍能趋近于零.双臂电桥所以能测量低电阻,总结为以下症结两点：（1）单臂电桥之所以不克不及测量小电阻,是因为用单臂电桥测出的值,包含有桥臂间的引线电阻和接触电阻,当接触电阻与R x 比拟不克不及疏忽时,测量成果就会有很大的误差.而双臂电桥电位接点的接线电阻与接触电阻位于R.R 1和R ˊ.R 2的歧路中.试验中设法令R .R ˊ.R 1.R 2都有不小于10Ω,那么接触电阻的影响就可以略去不计.（2）双臂电桥电流接点的接线电阻与接触电阻,一端包含在电阻r 里面,而r 是消失于更正项中,对电桥均衡不产生影响;另一端则包含在电源电路中,对测量成果也不会产生影响.当知足R/R 1=R ˊ/R 2前提时,根本上清除了r 的影响.三、试验仪器及器具QJ —19型单双臂电桥,待测电阻,电流,游标卡尺,千分尺,敏锐检流计,尺度电阻,反向开关,)(2'12'21R R R R R R r R r R R R R s s -++⋅+=s x R R R R 1=电阻箱,导线等.QJ—19型单双臂电桥简介如图4所示它是一种单双臂两用电桥,当作单臂电桥时,把3.4短路,在5.6上接上待测电阻,9.10接上电源即可进行测量.它在构造上使R和Rˊ为同轴调节,包管两电阻值老是相等,在作双臂电桥运用时,调节R1=R2.如许就包管了测低电阻时所请求的前提.如今介绍作双臂电桥运用的方图4 QJ-19型电桥道理图像运用时,将检流计.尺度电阻和待测电阻的电位接头P1.P2分离接到“电计”.“尺Array度”和“未知”（双）接线柱上.待测电阻和尺度电阻的电流接点（J1.J2）相串联后经由过程反向电键盘再经由过程可变电阻和电流表与电池南北极相连,如图所示.图5 QJ-19型电桥面板图板面上的粗.细和短路按钮,分离是检流计歧路开关S1.S2和S3.R和Rˊ是采纳同轴调节（面板上只标出R）各由五个十进盘电阻构成,分离为×100,×10,×1,×0.1.×Ω.R的数值决议待测电阻的有用位数.另一比较率臂R1和R2分离可调节成104.103.102.10四个阻值.作双臂电桥运用时必须使R1=R2.R1和R2的取值依据R s和R x数目级而定,必须包管R 的×100档取非零值.图6 双臂电桥测量低电阻在准确运用前提下,QJ-19型电桥测量的误差散布是量程相对误差E10-5~10-4 ±0.5%10-4~10-3 ±0.1%10-3~102 ±0.05%敏锐检流计的运用办法拜见本套教材基本部分§2-2四、试验内容1．测量一段金属丝的电阻R x按图6衔接好电路.合上开关S,调节电路中电流为100mA,调定R 1=R 2的阻值,按下“粗”“电池”按钮进行粗调,调节R 电阻的“×100”.“×10”.“×1”三位旋钮,使检流计指导为零后,改压“细”,“电池”按钮进行细调,调节R 电阻的“×1”.“×”.“×”三位旋钮,使检流计指导为零,双臂电桥调节均衡,记下R 1.R 2.R .和R S 阻值.2．将开关S 合向另一方,使电路中电流反向,从新调节电桥均衡,记下R 1.R 2.R .及R S阻值,3．用游标卡尺测量金属丝的长度L ,测量五次求平均值,并盘算不肯定度.4．用螺旋测微计测量金属丝的直径d ,在不合部位测量五次,求平均值,并盘算不肯定度.5．依据公式L R d x 4/2πρ=,盘算金属丝的电阻率及不肯定度.6．改变金属丝的长度,从新上述步调,并比较两次测量成果.留意①R x 和R S 的电流和电压接头要保持概况干净及优越的接触.②衔接R x 和R S 电流端应选用短而粗的导线.③因为测量低电阻时经由过程待测电阻的电流较大,在测量通电时应尽可能短暂.思虑题1．双臂电桥与惠斯通电桥有哪此异同？2．双臂电桥如何清除附加电阻的影响？3．假如待测电阻的两个电压端引线较大,对测量成果有无影响？。

双臂电桥测低电阻实验报告

双臂电桥测低电阻实验报告
实验目的：通过双臂电桥测量法测量电路当中的低电阻值。

实验原理：双臂电桥测量法是一种通过比较两个电路的电势差
来测量电路中某个元件电阻值大小的方法。

其原理为当两个电阻
值相等的电路中通过电流相等时，两个电路的电势差为零。

因此，通过调整电桥的平衡状态来比较待测电路和已知电路的电势差，
可以求出待测电路中电阻值的大小。

实验步骤：
1. 准备好双臂电桥实验仪器，并依次连接电池、滑动变阻器、
待测电阻和标准电阻。

2. 调整滑动变阻器的位置，使得电桥两侧电路电流相等。

3. 记录下两侧电路的电势差。

4. 更换标准电阻，继续调整滑动变阻器，重复以上步骤。

5. 根据不同标准电阻和待测电阻的电势差计算出待测电阻的电
阻值大小。

实验结果：根据实验记录，不同标准电阻时待测电路的电势差
大小分别为：0.425V、0.218V、0.334V。

根据公式计算得到，当
待测电路阻值为10欧姆时，电势差为0.416V；当阻值为20欧姆时，电势差为0.215V；当阻值为15欧姆时，电势差为0.326V。

因此，通过双臂电桥测量法，得到待测电路的电阻值为10.05欧姆。

实验结论：通过本次实验，成功地利用双臂电桥测量法测得待
测电路中的低电阻值大小。

本实验方法简便、准确，具有一定的
实用性和经济性，可在电子学领域中广泛应用。

用双臂电桥测量低电阻

双臂电桥测量低电阻【实验目的】1.了解双臂电桥测低电阻的原理和方法.2.了解附加电阻对低电阻测量的影响及消除方法.【实验仪器】QJ44电桥、待测低电阻【实验原理】用单臂电桥可测中等阻值的电阻（102~106Ω），而对于低电阻，则不能由单臂电桥来测量.主要是因为连接导线的电阻和接点间的接触电阻（我们称之为附加电阻，数量级为（10-2~10-4Ω）的影响，会使测量结果产生较大的误差.为了减小误差，我们采用双臂电桥（亦称开尔文电桥）来测量低电阻.1. 附加电阻对低电阻测量的影响和四端连接线法我们先用毫伏计测量金属棒P1P2间的电压来说明.如图1所示，电流在接头P1处分为I1和I2，I1经电源和金属棒间的接触电阻r1方能进入被测电阻R x，在通过R x后，又要经过接触点P2处的电阻r2，方能回到电源电路.而I2在P1处经电流和毫伏计的接触电阻r3（r3还包括连接毫伏计导线的电阻）才进入毫伏计，并通过P2处的接触电阻r4（r4也包括接线电阻）返回电源电路.据此分析可将图1电路等效为图2.由于毫伏计的内阻很大，通过的电流I2很小，所以附加电阻r3，r4对R x两端电压测量的影响可以忽略不计.毫伏计的示值为r1，R x，r2三个串联电阻压降之和，而R x是低电阻，所以r1，r2的影响自然不能忽略，因此这样测出的电压与R x两端相差较大，产生了明显的系统误差.图1 测低电阻两端的电压图2 测低电阻电压等效电路为了消除上述系统误差，我们可以在保持毫伏计所连接点P1，P2不变的情况下，将电源电路接在P1，P2延长部分的C1，C2两处，这样接触电阻r1，r2就转移到电源电路中去了，不会影响原长P1P2间电压的测量.其接线情况及等效电路见图3和图4.这种把引入电流的接头放在测量电压接头外侧的接线方法叫四端接线法.四端接线法是消除接线电阻和接触电阻对低电阻测量影响的有效方法，并且规定用C1，C2表示处于外测的电流接头，用P1，P2表示处于被侧位置的电压接头.标准电阻就是采用了这种接线方法，所以在标准电阻上安装了四个接线柱，较大的一对为电流接线端，而较小的一对为电压接线端.对采用四端接线法的电阻，我们往往称之为四端电阻.图3四端接线法图4四端接线法的等效电路2. 双臂电桥原理由以上分析可见：“四端接线法”可以消除附加电阻对低电阻测量的影响.如将该方法应用到单臂电桥中，则改进了的电桥就能准确地测量低电阻了，因此可将单桥中的R 2和R X′用R N 和R X 代替.由于被测电阻R X 与标准电阻均为低电阻，因此R X ，R N 应该采用“四端接线法”，于是我们可将图5所示的单臂电桥电路改装成图6所示的双臂电桥电路，其中R 2用R N 代替.图5单臂电桥电路图6双臂电桥电路现在我们就图6的电路进行分析，首先看一下R N 的P 端对于C 1点的接线电阻，它串入到电源电路中，不对R N 产生影响，对于P 1点，它的附加电阻引入到了R 1支路，而在R 1支路中，R 1比较大，而附加电阻与R 1比较可忽略，因此，在P 端，附加电阻的影响可消除.同理R X 的Q 端的附加电阻的影响也可消除.我们再来看一下R X 的M 端，对于P 2点，它的附加电阻可引入到P 2A 支路，若在此支路上加大一个电阻R 2，如图7所示，即可消除P 2点附加电阻的影响.对于C 2点的附加电阻，它与C ′点的附加电阻和导线电阻暂计为r .同理R X 的N 端中的P 1′与P 2情况相同.因此，在P 1′A 支路也加上一个大电阻R s ′，这样在图7中仅附加电阻r 对测量的影响未消除.我们再来看一下电桥平衡时的情况：在电桥平衡时检流计的电流为零.则有：通过R 1，R S 的电流相等，设为I 1；通过R N 和R X 的电流相等，设为I 2；通过R 2和R s ′的电流也相等，设为I 3.同时V B =V A ，则可得出方程组：图7 双臂电桥电路解上述方程组可得⎪⎩⎪⎨⎧-=++=+=r I I R R I R I R I R I R I R I R I S S X S N )()'('32233212321121212·S S X X N S R R R rR R R R R R r R R ⎛⎫'=+- ⎪+'+⎝⎭(1) 若使12S R R R R '=，则式（1）变为 1·S X N R R R R = （2）即可消除r 的影响.因此我们只要使R 1与R 2，R S 与R S ′同步变化，即：R 1=R 2，R S =R S ′就可达到目的.在双桥中，虽然r 的大小不影响电桥的平衡，但r 越大则电桥的灵敏度越低，所以在连接标准电阻和被测电阻的电流端采用短而粗的导线并尽量减小电阻，从而提高电桥的灵敏度.同时要注意，在连接时一定要接牢固，当心附加接触电阻的影响.3. 电阻率的测量我们已知，一段导线的电阻R 为LR A RA L ρρ== L 为导体的长度，A 为导体的截面积，ρ为电阻率，R 为L 长度的电阻.对于圆柱体有24D R L πρ= （3）D 为导体的直径.如图8为QJ44型双臂电桥面板布置图。

双臂电桥测低电阻实验报告

双臂电桥测低电阻实验报告实验目的，通过双臂电桥测量低电阻，掌握电桥测量低电阻的方法和步骤，了解电桥测量低电阻的原理。

实验仪器，双臂电桥、待测电阻器件、导线、直流电源、万用表。

实验原理，双臂电桥是一种用来测量电阻值的仪器。

当电桥平衡时，两边电阻比值等于另外两边电阻比值。

通过调节电桥的平衡，可以得到待测电阻的准确数值。

实验步骤：1. 将待测电阻器件连接到双臂电桥的两端，确保连接正确无误。

2. 接通直流电源，调节电桥的平衡，使电桥显示器指针归零。

3. 用万用表测量电桥两端的电压值，记录下来。

4. 根据电桥平衡条件，计算待测电阻的数值。

实验数据：待测电阻器件阻值，R1。

电桥两端电压值，U1。

实验结果：通过实验测量得到待测电阻器件的阻值为R1，测量的电桥两端电压值为U1。

根据电桥平衡条件，可以计算出待测电阻的准确数值。

实验分析：在实验中，我们通过双臂电桥测量了低电阻器件的数值，并成功地得到了准确的结果。

在实验过程中，我们需要注意调节电桥的平衡，确保测量的准确性。

同时，也需要注意连接的稳固性，以免影响测量结果的准确性。

实验结论：通过本次实验，我们掌握了双臂电桥测量低电阻的方法和步骤，了解了电桥测量低电阻的原理。

在实验中，我们成功地测量了待测电阻器件的准确数值，实验取得了成功。

实验总结：本次实验通过双臂电桥测量低电阻，加深了我们对电桥测量原理的理解，提高了我们的实验操作能力。

同时，也让我们对电阻器件的测量有了更深入的认识，为今后的实验和学习打下了良好的基础。

实验七用直流双臂电桥测低值电阻

实验七用直流双臂电桥测低值电阻实验目的1．掌握用双臂电桥测低值电阻的原理。

2．学会用双臂电桥测低值电阻的方法。

2．了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。

实验仪器QJ42型携带式直流双臂电桥，待测电阻棒（铜或铝），米尺，螺旋测微器等。

实验原理用单臂电桥测量电阻时，其所测电阻值一般可以达到四位有效数字，最高阻值可测到106Ω，最低阻值为1Ω。

当被测电阻的阻值低于1Ω时(称为低值电阻)单臂电桥测量到的电阻的有效数字将减小，另外其测量误差也显著增大起来，究其原因是因为被测电阻接入测量线路中，连接用的导线本身具有电阻(称为接线电阻)，被测电阻与导线的接头处亦有附加电阻(称为接触电阻)。

接线电阻和接触电阻的阻值约为10－2—10－5Ω。

接触电阻虽然可以用清洁接触点等措施使之减小，但终究不可能完全清除。

当被测电阻仅为10－3—10－6Ω时，其接线电阻及接触电阻值都已超过或大大超过被测电阻的阻值，这样就会造成很大误差，甚至完全无法得出测量结果。

所以，用单臂电桥来测量低值电阻是不可能精确的，必须在测量线路上采取措施，避免接线电阻和接触电阻对低值电阻测量的影响。

精确测定低值电阻的关键，在于消除接线电阻和接触电阻的影响。

下面我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。

例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻R，设R在1Ω以下，按一般接线方法用如图4－7－1（a）所示的电路。

由图4－7－1（a）可见，如果把接线电阻和接触电阻考虑在内，并设想把它们用普通导体电阻的符号表示，其等效电路如图4－7－1（b）所示。

其中r1、r2分别是连接安培表及变阻器用的两根导线与被测电阻两端接头处的接触电阻及导线本身的接线电阻，r3、r4是毫伏表和安培表、滑线变阻器接头处的接触电阻和接线电阻。

通过安培表的电流I在接头处分为I1、I2两支，I1流经安培表和R间的接触电阻再流入R，I2流经安培表和毫伏表接头处的接触电阻再流入毫伏表。

双臂电桥测低电阻实验报告

双臂电桥测低电阻实验报告实验报告：双臂电桥测低电阻一、实验目的：通过双臂电桥测量低电阻，了解双臂电桥的原理、测量方法，熟悉仪器的使用和实验操作技巧。

二、实验仪器和材料：1.双臂电桥仪器2.低电阻样品3.电源4.万用表5.导线等三、实验原理：双臂电桥是一种用来测量电阻的电路，由四个阻值已知的电阻和一个静态指针电流表组成。

它的测量原理是通过调节电桥比例电压和测量样品的电压来计算样品电阻的值。

四、实验步骤：1.搭建电桥电路。

将双臂电桥仪器连上电源，连接好所有的电阻、样品和万用表。

2.调节电源电压。

根据实际需要，调节电源电压，使其适合测量。

3.调节电桥比例电压。

先调节两个电阻的阻值，使其相差较大。

然后调节比例电桥的两个分压器，使其输出电压相等。

4.选择合适的量程。

根据样品电阻的大致范围，选择合适的测量量程。

5.测量样品电阻。

改变比例电桥的分压器，使其输出电压为零，再通过读取万用表的数值，得到样品电阻的值。

6.重复实验。

为了提高测量的准确性，可以多次测量并求平均值。

五、实验结果和分析：通过实验我们得到了多组样品电阻的数据，并对数据进行了分析和处理。

1.样品电阻的值随着比例电桥的改变而变化，当比例电桥的输出电压为零时，样品电阻的值最精确。

2.由于仪器的误差以及实验操作的不准确性，多次测量可以提高结果的准确性。

3.样品电阻的值会受到温度、湿度等环境因素的影响，需要在适当的实验条件下进行测量。

六、实验总结：通过本次实验，我们了解了双臂电桥测量低电阻的原理和方法，并通过实际操作掌握了仪器的使用和实验操作技巧。

同时，我们也意识到实验中存在的误差和不确定性，对实验结果的准确性进行了讨论和分析。

通过与同学的交流和讨论，我们对电阻测量有了更深入的理解和认识。

希望在今后的实验中能够继续加强实验操作技能，提高实验的准确性和可靠性。

5双臂电桥测低电阻实验报告

5双臂电桥测低电阻实验报告实验目的：通过使用5个双臂电桥测量低电阻，熟悉双臂电桥的使用原理和操作方法。

实验仪器和材料：双臂电桥、待测低电阻、电源、导线、万用表等。

实验原理：双臂电桥是一种用于测量电阻的仪器。

其基本原理是将待测电阻与已知参考电阻组成电桥电路，通过调节补偿电阻的值，使电桥平衡，即电桥两端电压为零。

利用电桥平衡的条件，通过测量补偿电阻的值，可以计算出待测电阻的阻值。

实验步骤：1.搭建电桥电路(1)将电桥接入电源，注意选择适当电压和电流，并确保电源接线正确。

(2)将待测低电阻与已知参考电阻连接成一个电桥电路。

(3)将电源接通，调节电源输出，使电桥工作在适当的范围内。

(4)接入万用表，将其设置为电压测量模式。

2.平衡电桥(1)旋转电桥上的补偿电阻调节钮，使电桥平衡。

(2)注意调节时要慢慢进行，观察电桥两端电压变化情况。

(3)平衡时电桥两端电压应为零，此时补偿电阻的值即为待测低电阻的阻值。

3.测量(1)记录电桥平衡时补偿电阻的读数。

(2)换一个已知参考电阻，重复步骤2，记录新的补偿电阻读数。

(3)重复上述步骤，至少进行5组测量。

实验结果与分析：通过以上步骤，我们完成了5组双臂电桥测量低电阻的实验。

下面是我们的实验数据及分析结果：实验数据表：测量组数，已知参考电阻（Ω），补偿电阻（Ω）:---:，:---:，:---:1，10，2.52，20，5.03，30，7.54，40，10.05，50，12.5根据实验数据，我们可以计算待测低电阻的阻值。

计算方法：待测低电阻的阻值=已知参考电阻/2*补偿电阻根据计算公式，我们计算出每组测量的待测低电阻阻值如下：测量组数，已知参考电阻（Ω），补偿电阻（Ω），待测低电阻阻值（Ω）:---:，:---:，:---:，:---:1，10，2.5，20.02，20，5.0，20.03，30，7.5，20.04，40，10.0，20.05，50，12.5，20.0从上述数据可以看出，无论使用哪个已知参考电阻，待测低电阻的阻值都为20.0Ω，这说明我们的实验结果准确可靠。

实验十四用双臂电桥测量低电阻(电脑仿真)

实验目的
大学物理实验
1、掌握用双臂电桥测低值电阻的原理； 2、掌握用双臂电桥测低值电阻的方法； 3、测定金属导体棒的电阻大小。
1
实验仪器
大学物理实验
2
实验原理
大学物理实验
低电阻一般是指阻值在1Ω以下的电阻，对于低电阻的测量，由于接触电阻和导线电阻可与待测电阻相比拟，所以不能用伏安法和单臂平衡电桥来进行测量。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥（又称开尔文电桥）可以消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102电阻的测量。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻大小。
5
大学物理实验
进入双臂电桥测低电阻的界面。
6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大学物理实验
在这个界面点击右键可以出现几个菜单。
此时可以看”实验原理” 或者”预习思考题” ，也可以选择”实验内容”开始仿真7 实
大学物理实验
选择实验内容开始进行实验。根据实验电路进行连线。
实验过程中可按照实验窗口下的提示进行实验。
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大学物理实验
如果电路没连接好，点击连线结束则会出现提示。
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实验原理
大学物理实验
4
实验步骤
大学物理实验
本实验在桌面上的“大学物理仿真实验V2.0 （第二部分）”
注意：桌面上有两个图标，其中一个是“大学物理仿真实验V2.0”不要误入，
如果误入必须退出后才能进入“V2.0第二部分”并且要注意鼠标不能多次双
击，以免打开多个窗口，如果出现这种情况将会导致软件运行不正常。
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大学物理实验
连好实验电路之后，点击连线结束进入实验测量界面。
10
对检流计进行调零调节。

双臂电桥测低电阻

双臂电桥测低电阻【实验目的】1．了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构2．学习是用双臂电桥测量低电阻3．学习测量导体的电阻率【实验原理】1、电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ以上)、中电阻(1Ω ～100KΩ)和低电阻(1Ω 以下)三种。

一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1Ω，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。

对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102 Ω电阻的测量2、因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接由上图，当电桥平衡时，通过检流计G的电流I G = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R R R X 312123111 (2)通过联动转换开关，同时调节R 1、R 2、R 3、R ，使得R R R R 312=成立，则（2）式中第二项为零，待测电阻R x 和标准电阻R n 的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线R i 内，则有n X R R RR 1=(3)实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到R R R R //312=。

为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻R i 的阻值(R i <0.001Ω)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。

【实验仪器】DH6105型组装式双臂电桥，检流计，被测电阻，换向开关，通断开关，螺旋测微计，导线等【实验内容】1．测量一段金属丝的电阻R X按上图连接好电路，调定R 1=R 2、R 3=R 4，正向接通工作电源B ，按下“G”按钮进行粗调，调节R N 电阻，使检流计指示为0，双臂电桥平衡，记下R 1、R 2、R 3、R 4和R N 的阻值反向接通工作电源B ，使电路中电流反向，重新调节电桥平衡，记下R 1、R 2、R3、R4和R N的阻值2．设定金属丝的长度L，由10cm变化到40聪明，每隔5cm测一组数据。