用惠斯通电桥测量电阻.(DOC)
实验25用惠斯通电桥测电阻
E
大学物理实验
【实验内容及步骤】 1.用滑线式电桥测电阻，按图2接好线路。 2.电桥调平衡：先粗调，再细调。 【注意事项】 1.电桥通电时间不能过长，不测量时应关掉电源。 2.各接线旋钮必须拧紧，否则接触电阻过大，影响测量的准 确度，甚至无法达到平衡。 3.每次开始重复测量时，都必须将保护电阻RP放到阻值最大 处，以保护检流计。 4.在测定待测电阻前，应先粗略估计待测电阻的阻值，选择 标准电阻R0接近待测电阻的阻值，以保证平衡点在电阻丝的中 部，有利于减小测量误差。 5.用替代法测Rx，即电桥平衡后若以电阻箱某值RN 替下Rx时 桥仍平衡，则Rx=RN。注意替代时需断开电源。
大学物理实验
【实验目的】 1.掌握惠斯通电桥基本原理，了解桥式电路的特点。 2.掌握电桥的使用方法。 3.了解电桥灵敏度概念。
【实验器材】
板式惠斯通电桥，直流稳压电源，检流计，滑线 变阻器，待测电阻，电阻箱，双刀双掷开关，导 线。
大学物理实验
【实验原理】 1.电阻的测量 直流单臂电桥的原理电路如图1所示。 它是由四个电阻 Ra、Rb、R0、Rx
使电桥重新达到平衡，于是得
Ra RN R0 Rb
Rx RN
大学物理实验
2.电桥灵敏度 定义：电桥的灵敏度是指当电桥平衡时，Rx的单位 变量所引起检流计指针偏离平衡位置的相应偏转格 数
n S Rx Rx
大学物理实验
R0 2 3 M 4
RP
Rx 6
5 D
1
N
7
Lb
K2
La
RK
K1
图2 滑线式电桥电路图
连成一个四边形回路，这四个电阻称为 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， 此支路一般称作“桥”。
用惠斯通电桥测电阻实验报告
用惠斯通电桥测电阻实验报告
实验名称：用惠斯通电桥测电阻实验报告
实验目的：通过使用惠斯通电桥测量未知电阻的阻值。
实验器材：
1. 惠斯通电桥装置
2. 未知电阻
3. 外部电源
实验原理：
惠斯通电桥是一种用来测量电阻值的精确仪器。
它由四个电阻构成的电路组成，包括一个未知电阻和三个已知电阻。
当桥平衡时，电桥上的电流为零，此时未知电阻和已知电阻之间存在一个平衡条件。
通过改变已知电阻的值，通过观察平衡条件的变化，可以计算出未知电阻的阻值。
实验步骤：
1. 将惠斯通电桥装置连接到外部电源上。
2. 将未知电阻接入电桥的两个对角线上。
3. 调节已知电阻的值，以使电桥平衡。
4. 观察平衡时已知电阻的数值，并记录下来。
5. 根据平衡条件的变化，计算出未知电阻的阻值。
实验结果及数据处理：
根据实验步骤中记录下来的已知电阻的值，结合平衡条件的变化，通过计算可以得出未知电阻的阻值。
实验讨论及结论：
通过使用惠斯通电桥测电阻实验，我们成功地测量了未知电阻的阻值。
该实验方法具有较高的精确度和重复性。
通过此实验，我们认识到惠斯通电桥可以用于准确测量电阻值，并且可以通过改变已知电阻的值来调节条件，从而测量不同范围的电阻值。
惠斯通电桥测电阻
外 接 电 源 内 接 外 接
3.箱式电桥： 如图为一箱式电桥面板图。线路、原理同 注意 1.外接电源 前,电桥平衡时，Rx=KRs 电压 3V ＋ 2.使用中， － 倍率选择 连接片应接 ×1000 ×100 在“外接” 不用时，连 ×10 ×1 接Rx 接片应接在 B G “内接”
实验原理
实验原理
2.板式电桥：
如图，为一板式电桥，R1R2用一根固定在米尺上的均匀的 电阻丝替代，D为滑键，在不同处按下时可改变L1、L2之比 由于电阻丝是均匀的，所以R1/R2=L1/L2 R x=（L1/L2）Rs=KRs 实验中我们选K为一定值，调节Rs使电桥平衡，据上式 即可求出Rx 。 G Rx 为了消除电阻分布不均及接触电阻不同等系统误差，实 Rs 验中往往将Rx与Rs换 位，保持K不变重新 L1 L2 D 调至平衡，此时测 得为Rs’则 略 Rx=√RsR s’
注意事项
数据处理
1.将实验数据填入有关表格。P106 2.说明 ∆Rx≈∆Rs（推导略） ∆Rs=∆仪=（Rs×0.1%+0.002m) Rs应取Rs 、Rs’中较大的数值。 (p=0.99)
式中m为接入线路中的旋钮个数（请阅读P42）
4.电桥的灵敏度： S0=∆n/(∆Rx/Rx)(div) 可见，提高电桥灵敏度的方法为： •选择灵敏度高的检流计 •选择适当的倍率 •适当提高电源电压
实验仪器
L1 D 板式电桥 电阻箱 L2
＋ － BG 箱式电桥 检流计
滑线变阻器、待测电阻、电池、电键、导线等
实验内容
Rx
G
Rs
1.板式电桥测电阻：
惠斯通电桥测电阻
• • • • • • 实验简介 实验原理 实验仪器 实验内容 注意事项 数据处理
惠斯通电桥实验报告.doc
惠斯通电桥实验报告实验名称:惠斯通电桥测量电阻(1)了解惠斯通电桥的结构和测量原理。
(2)掌握惠斯通电桥测量电阻的方法。
(3)了解桥梁灵敏度的概念及其对桥梁测量精度的影响。
二、实验仪器滑线电桥、盒式电桥、检流计、电阻箱、滑动电阻、被测电阻、电源、开关、导线等。
三、实验原理:1.惠斯通电桥的测量原理如图1所示，它由三个电阻值已知的电阻R0、r组成1.R2和待测电阻Rx形成一个四边形，每一侧称为桥臂，电源E 连接在对角A和对角B之间，检流计G连接在对角C和对角D之间适当调整R0、r1.R2的电阻值可以使检流计G中没有电流流动，即C和D的电位相等。
这种桥接状态称为平衡状态。
电桥的平衡条件是(1)，其中比例系数k称为比率或放大率，通常为r1.R2被称为比率臂，R0被称为比较臂。
2.在电桥平衡的情况下，推导出电桥的灵敏度公式(1)，通过检流计指针是否有可察觉的偏转来判断电桥是否达到真正的平衡状态。
检流计的灵敏度有限。
当指针偏转小于0.1格时，人眼很难检测到。
当电桥平衡时，将某个电桥臂的电阻设为R。
如果我们改变R一个小的量δR，电桥将失去平衡，因此电流将流过检流计。
如果电流很小，我们无法检测到电流计指针的偏转，我们会错误地认为电桥仍处于平衡状态。
为了定量表示检流计的误差，我们引入了电桥灵敏度的概念，定义为(2)，δR是电桥平衡后电阻R的微小变化，δn是电阻R变化后偏离平衡位置的检流计的晶格数，因此s代表电桥对电桥臂电阻相对不平衡值δR/R的响应能力。
3.滑线惠斯通电桥的结构如图2所示。
甲、乙、丙是带接线柱的厚铜片(其电阻可以忽略)。
一种长度为L、截面积和电阻率均一的电阻丝，其长度在A和B之间电阻丝上装有接线柱的滑键可沿电阻丝左右滑动，并按下滑键的任何触点。
此时，电阻丝被分成两部分，并且AD部分的长度被设置为L1.电阻是R1，分贝的长度是12.电阻是R2，所以当电桥处于平衡状态时，有公式(3)，其中L1长度可以从电阻丝下面的仪表刻度读取，R0使用十进制转盘电阻盒作为标准电阻。
实验25-用惠斯通电桥测电阻
则在电桥平衡时有：
I a Ra =I b Rb
I 0 R0 =I x Rx
I a =I x
由上式整理可得：
I b =I 0
Ra Rx R0 Rb
Ra k Rb
Rx kR0
大学物理实验
Rx 的测量结果与电桥中桥臂电阻 Ra、Rb 和 R 0
的准确度有直接联系，如果桥臂电阻本身不准，必将 给测量结果带来一定的系统误差。 保持 Ra、Rb R0 的电阻值不变，调节 R N
E
大学物理实验
【实验内容及步骤】 1.用滑线式电桥测电阻，按图2接好线路。 2.电桥调平衡：先粗调，再细调。 【注意事项】 1.电桥通电时间不能过长，不测量时应关掉电源。 2.各接线旋钮必须拧紧，否则接触电阻过大，影响测量的准 确度，甚至无法达到平衡。 3.每次开始重复测量时，都必须将保护电阻RP放到阻值最大 处，以保护检流计。 4.在测定待测电阻前，应先粗略估计待测电阻的阻值，选择 标准电阻R0接近待测电阻的阻值，以保证平衡点在电阻丝的中 部，有利于减小测量误差。 5.用替代法测Rx，即电桥平衡后若以电阻箱某值RN 替下Rx时 桥仍平衡，则Rx=RN。注意替代时需断开电源。
大学物理实验
【实验目的】 1.掌握惠斯通电桥基本原理，了解桥式电路的特点。 2.掌握电桥的使用方法。 3.了解电桥灵敏度概念。
【实验器材】
板式惠斯通电桥，直流稳压电源，检流计，滑线 变阻器，待测电阻，电阻箱，双刀双掷开关，导 线。
大学物理实验
【实验原理】 1.电阻的测量 直流单臂电桥的原理电路如图1所示。 它是由四个电阻 Ra、Rb、R0、Rx
连成一个四边形回路，这四个电阻称为 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， 此支路一般称作“桥”。
用惠斯通电桥测电阻--实验报告
（3）测定电桥的灵敏度时，用改变 来代替改变 。
（5）重复以上步骤，继续测量Rx2，Rx3等记录数据。
实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）
表1滑线惠斯通电桥测定电阻数据
未知电阻标称值
（Ω）
滑线惠斯登电桥实测值（Ω）
20
2：3
29.9
如果 小到使检流计觉察不出来，那么我们认为电桥还是平衡的，因而得出,
就是就是由于检流计灵敏度不够而带来的测量误差 ，
对此我们引入电桥灵敏度的概念，它定义为 （单位：格）
是在电桥平衡后 的微小改变量（实际上带测电阻 是不能改变的，改变的是标准电阻 ），而△n是由于电桥偏离平衡而引起的检流计指针偏转格数。如果一个很小的△R能引起较大的△n偏转，则电桥的灵敏度就高，带来的误差也就越小。
计算过程：
IG=0则UAC=UAD UCB=UDB。
由欧姆定律得 检流计中无电流流过，故
整理得：
(8-1)
或
(8-2)
通常称 为比例臂，而 称为比较臂，所以电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成。
原理二：用交换法计算该更准确值。
误差来源有两个：一是、、本身的误差；一是电桥的灵敏度。
（1）用交换法（互易法）消除、本身的误差对测量结果的影响。
2．检流计指针偏向一边。出现这种情况，原因有三种：
原因之一，比例系数（倍率）Kr取值不当，改变Kr的取值，故障即便消失。不论Kr和Rs取何值，检流计指针始终偏向一边，则有：
原因之二，四个桥臂中必定有一个桥臂断开；
原因之三，四个桥臂中某两个相对的桥臂同时断开。对于后两种原因引起的故障，只需用一根完好的导线便可检查确定。检查时，首先将Rn调至最大，减小桥臂电流。然后用一根导线将四个桥臂中任一桥臂短路，若检流计指针反向偏转，则说明被短路的桥臂是断开的，可用此导线替换原导线，检查出导线是否断开及电阻是否损坏；若检流计指针偏转方向不变，则说明，被短路桥臂是完好的；若检流计指针不再偏转，则说明对面桥臂是断开的，可进一步判明是导线还是电阻故障，接通后，用同样方法再检查开始被短路的桥臂是否完好。最后，将查出的断开桥臂中坏的导线或电阻更换，故障便被排除。
实验25 用惠斯通电桥测电阻
实验25 用惠斯通电桥测电阻实验目的1. 学习惠斯通电桥的基本原理。
3. 掌握误差分析的基本方法。
实验原理惠斯通电桥是一种常用的测量电阻的仪器，它可以实现比较测量，即将待测电阻和已知基准电阻相比较，从而得到待测电阻的阻值。
如图1所示，惠斯通电桥由四个电阻元件R1、R2、R3、R4组成。
在中间点C处接有一个测量仪器，比如说万用表。
其中R1和R2为已知电阻，它们的比值可以通过电阻箱或者万用电桥来调节，约为1:1。
R3是待测电阻，R4是由一个变阻器构成，其值可以通过旋转变阻器来调节，其比值与R1和R2相等。
如果比较电路正常工作，如果公共点C上的电压等于0，则有以下关系式：$${{R_3}\over{R_4}} = {{R_1}\over{R_2}}$$那么此时R3的电阻值就可以通过R1、R2、R4的已知电阻值来计算。
如果改变R4的值，比如说通过旋转变阻器，找到一个满足公共点电压为0的点，则可以测量出待测电阻的阻值，比值为：通过不断改变R4，找到多个满足公共点电压为0的点，记录下R4的值以及相应的万用表的测量值，就可以确定它们的关系。
实验步骤1. 按照图1连接电路，将电阻箱中的两个电阻值分别设为1kΩ和1.2kΩ。
2. 打开万用表，选取电阻测量档位。
将变阻器旋转到零点，注意不要用手触摸电路，避免影响测量。
调整电阻箱中的两个电阻值，使得公共点电压为零，记录下变阻器的阻值和万用表的电阻测量值，计算出电阻箱中两个电阻值的比值，与理论值进行比较。
实验数据处理1. 将数据整理成表格形式，包括变阻器阻值、测量电阻值、电阻箱中两个电阻比值的理论值以及计算出的理论值误差百分比。
2. 每组数据的误差百分比应该在3%以内。
3. 比较不同数据点之间的误差，找出可能的误差来源，并进行讨论。
实验注意事项1. 过程中不要用手触摸电路，避免影响测量。
2. 阻值调节时需要缓慢进行，使得电路稳定，避免出现电路故障。
3. 必须注意绝缘，以避免短路，影响测量结果。
慧斯通电桥测电阻
惠斯通电桥测电阻电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式，它可以测量很多电学量，如电阻、电容、电感、互感等，还可以配合不同的传感器件测量很多非电学量，如温度、压力、加速度等。
因此在传感技术中应用极广。
电桥的种类较多，按工作状态可分为平衡电桥和非平衡电桥；按工作电流种类可分为直流电桥和交流电桥；按结构和测量范围可分为单臂电桥和双臂电桥。
电桥法根据平衡和比较原理测量电阻，其构思巧妙、测量准确、适用方便，是电磁测量的基本方法。
本实验所用电桥为直流单臂电桥，也称作惠斯通（Wheatstone）电桥。
惠斯通电桥适用于测量中等阻值的电阻。
实验目的1．学习用电桥法测量电阻的原理，了解其应用；2．掌握使用箱式惠斯通电桥测量中值电阻阻值的方法；3．掌握测量箱式惠斯通电桥的相对灵敏度的方法。
实验器材QJ23型或QJ23a型直流电阻电桥（如图所示）；ZX21型电阻箱；待测电阻若干；导线两根。
图1 QJ23型直流电阻电桥图2 QJ23a型直流电阻电桥实验原理惠斯通电桥测电阻原理如图3所示。
个边作为电桥的一个臂，R1、R2称为比率臂，R S称为比C 较臂（标准臂），R x为电桥的待测臂。
对角线AC连接电源E。
对角线BD之间接检流器G。
调节R S使B、D两点电势相等，这时检流计G指零，电桥达到平衡。
依B、D两点间电势差为零，可得：12x s R R R R其中R 1/R 2称为比率臂的倍率。
若比率臂的倍率与比较臂值R s 均为已知，则可算出R x 的值。
电桥平衡后检流计指针指零；若桥路中电阻值发生改变，如R x 的改变量为△R x ，则电桥失去平衡，检流计指针发生偏转，偏转格数为△n 。
我们将由于R x 的改变而引起检流计G 指针的偏转所引起的△n 与R x 的相对改变量△R x /R x 的比值称为电桥相对灵敏度S ，即：S =△n /(△R x /R x )实验内容1．用箱式惠斯通电桥测量待测电阻R x 1、R x 3的阻值，保证测量结果有四位有效字，给出测量结果；2．测量箱式惠斯通电桥在R x 取2000Ω时的相对灵敏度，表达结果。
惠斯通电桥测电阻
R n Er R S
影响电桥灵敏度的因素:
与检流计的电流灵敏度Si 成正比,但Si 值过大,电桥就不易 稳定,平衡调节比较困难; Si 值过小,测量精确度低.因此选 用适当灵敏度的电流计很重要. 与电源电动势E成正比.但电源电动势过大会造成电路中电 流过大容易烧坏电阻箱等器件.因此在增大电动势的同时 要考虑电路所要求的最大电流. 与电源的内阻和串联的限流电阻RE有关.增加RE可以降低 电桥的灵敏度有利于寻找调节电桥平衡的规律.随着平衡 的接近, RE的值应适当调到最小值. 与检流计的内阻有关. RG越小,电桥的灵敏度越高,反之越 低.增加RG可以降低电桥的灵敏度有利于寻找调节电桥平 衡的规律.随着平衡的接近, RG的值应调到最小值 与电源与检流计的相对位置有关.
实验内容
用电阻箱、检流计及惠斯通电桥实验板组成惠斯通电桥测 量电阻 测量前先用万用电表对三个未知电阻进行粗测,并且把RE 和RG先调到阻值最大,比例臂R2、R3不宜取的过小,可以取 R2=R3=500Ω,检流计调零. 连接待测阻Rx,取R4的阻等于Rx的粗测值,按开关SE和SG, 观察检流计指针偏转的方向和大小,改变Rx再观察,根据观察 的情况正确调整R4,直至检流计指针无偏转,再逐渐减小RG及 RE再调R4直至检流计指针无偏转,记下数据,然后将R2、R3交 换位置再测量(换臂测量).
实验名称:用惠之一,它主要用来 测量电阻器的电阻、线圈的电感和电容器电容及其损 耗.其中最简单的单臂直流电桥即惠斯通电桥可以用来 精确测量中值电阻(几十欧姆至几十万欧姆);此外还有 测量低阻值(几欧姆以下)的双臂电桥,即开尔文电桥;测 量电感、电容及其损耗的各种交流电桥等,虽然它们的 测量对象及构造各异,但它们的原理却是相同的,因此学 习和掌握惠斯通电桥的原理不仅为正确使用单臂电桥, 而且能为分析其他电桥的原理和使用方法奠定基础.
实验九用惠斯通电桥测电阻
实验九 用惠斯通电桥测电阻一、目的要求:1．掌握惠斯通电桥测电电阻的原理;2．学会正确使用箱式电桥测电阻的方法;3．了解提高电桥灵敏度的几种途径。
二、实验仪器和用具万用电表、滑线变阻器、电阻箱(3个)、检流计、直流毫伏表、直流电源、待测电阻(阻值差异较大的3个)、箱式电桥、导线等。
图6.1 仪器与用具总图图6.2 ZX38A/11型电阻箱的名牌与面板图1图6.3 TH2330 型直流毫伏表与数字万用表三、实验原理惠斯通电桥的原理如图 3.4所示，当电桥平衡时，有2x R R =4R R R =321 （3.1） R 2、R 3与R 4采用可变的标准电阻，调节R 2、R 3、R 4，使电桥平衡，即U b = U d （I g = 0）,可求出R x 的大小。
四、实验方案的设计1．参照图3.4用三个电阻箱和检流计（或直流毫伏表）组成一电桥；2. 先用万用表粗测R X 阻值；3. R E 取最大值，R 2 = R 3 = 500Ω。
R 4 = R X ；按下电键K E 和K G ,观察检流计指针偏转方向和大小,改变R 4再观察,根据观察的情况正确调整R 4。
直至检流计指针无偏转。
逐渐减小R G 及R E 值再调R 4。
其次,将R 2和R 3交换后再测(换臂测量)。
图3.4惠斯通电桥原理图 当R X 大于R 4的最大值时,则取R 2/R 3 = 10或100去测量,当测得的R 4的有效位数不足时,可以取R 2/R 3 = 0.1或0.01。
2．测量电桥的相对灵敏度3．（选作）参照下列要求进行探索并记录结果:(1) R G 和R E 取最小和最大时的差别。
(2) R 2、R 3取5000Ω或50Ω时的情况。
(3) 对调检流计和电源的位置时的情况。
4．使用箱式电桥测电阻箱式电桥的原理和使用方法见附录，主要阅读（4）、（5）两个内容。
用箱式电桥测量标称值相同的商品电阻的阻值，数量不少于15个，记录数据，求出其平均值及标准偏差，检查是否有废品。
实验五 惠斯通电桥测电阻
实验五惠斯通电桥测电阻实验五惠斯通电桥测电阻实验五：用惠斯通电桥测量电阻实验目的1.掌握惠斯通电桥测量电阻的原理；2．学会测量电桥灵敏度的方法，并了解提高电桥灵敏度的途径。
实验仪器电阻箱三只，自组惠思登电桥实验板，直流电源，检流计。
实验原理“电桥”是很重要的电磁学基本测量仪器之一。
它主要用来测量电阻器的阻值、线圈的电感量和电容器的电容及其损耗。
为了适应不同的测量目的，设计了各种不同功能的电桥。
最简单的是惠斯通电桥，它用于精确测量中等电阻（几十欧姆到几十万欧姆）的电阻。
此外，还有一个测量低电阻（小于几欧姆）的双臂电桥，即开尔文双桥；测量线圈电感的电感电桥；测量电容器电容的电容电桥；还有交流电桥可以测量电感和电容及其损耗。
虽然各种电桥的对象和结构不同，但基本原理和思想大致相同。
因此，掌握和掌握惠斯通电桥原理，不仅为正确使用单臂电桥奠定了基础，而且为其他桥梁的原理和应用方法的分析奠定了基础。
惠斯登电桥的原理如图5－1所示。
图中ab、bc、cd和da四条支路图5-1惠斯通大桥示意图分别由电阻r1（rx）、r2、r3和r4组成，称为电桥的四条桥臂。
通常，桥臂ab接待测电阻rx，其余各臂都是可调节的标准电阻。
在bd两对角间连接检流计、开关和限流电阻rg。
在ac两对角间连接电源、开关和限流电阻一re。
当接通电键ke和kg后，各支路中均有电流流通，检流计支路起了沟通abc和adc两条支路的作用，可直接比较bd两点的电势，电桥之名由此而来。
适当调整各臂的电阻值，可以使流过检流计的电流为零，即ig＝0。
这时称电桥达到了平衡。
平衡时b、d两点的电势相等。
根据分压器原理可知ubc？uacr2r1？r2r3r3？r4r3r2＝r1？r2r3？r4（5-1）udc?uac(5?2)平衡时，UBC？UDC是经过排序和简化后得到的r1＝r2r4＝rxr3(5?3)从公式（5-3）可以看出：待测电阻Rx等于R2/R3和R4的乘积。
用惠斯通电桥测电阻_实验报告
用惠斯通电桥测电阻_实验报告实验名称：用惠斯通电桥测电阻实验目的：1.了解惠斯通电桥的工作原理；2.掌握用惠斯通电桥测量电阻的方法；3.通过实验验证电阻的测量结果。
实验器材：1.惠斯通电桥2.电阻箱3.能量电池4.电流表5.电压表6.手动调节器7.实验导线实验原理：惠斯通电桥是一种测量电阻的电路，其基本原理是通过调节电桥中的电阻，使得电桥平衡，即两侧空穴的电位差为零。
在电桥平衡状态下，根据桥路中的电阻关系可以计算出待测电阻的值。
根据惠斯通电桥的平衡条件，可得到以下公式：R1/R2=Rx/R3实验步骤：1.将电阻箱的接线端与惠斯通电桥的ABCD四个接线端相连，将能量电池的正极与A点相连，负极与D点相连。
2.打开电桥上的开关，调整手动调节器使电桥平衡。
3.读取电流表和电压表上的数值，记录下来。
4.根据电流表和电压表的读数计算所测电阻的大小。
实验数据：已知R1=100Ω，R2=200Ω，R3=300Ω测得电流表读数I=0.5A，电压表读数U=1.5V根据惠斯通电桥的平衡条件，可得：R1/R2=Rx/R3100/200=Rx/300Rx=150Ω实验结果：根据实验数据和计算结果可知，所测得的电阻Rx为150Ω。
实验讨论与分析：在实验中，通过调节电桥中的电阻，使得电桥平衡，即使两侧的电位差为零。
通过读取电流表和电压表的数值，可以计算出待测电阻的大小。
实验结果与计算结果相符，验证了电桥测量电阻的有效性。
然而，在实际操作中可能会存在误差。
例如，电桥的灵敏度可能不够高，导致测量结果不够准确。
此外，电路的接线、电阻箱的调节等也可能产生误差。
为提高测量的准确性，可以多次测量求平均值，或者采用更精密的仪器。
实验总结：通过本次实验，我们了解了惠斯通电桥的工作原理，并学会了用惠斯通电桥测量电阻的方法。
实验结果与计算结果相符，说明惠斯通电桥在测量电阻方面具有一定的准确性和可靠性。
在实际应用中，惠斯通电桥常用于精密测量电路中，为电路设计和维护提供了有力的工具。
实验14用惠斯登电桥测电阻
136实验14用惠斯登电桥测电阻惠斯登(Wheatstone)是英国科学家.他于1843年最早用电桥电路测量电阻，因此称他所用的电路为惠斯登电桥.电桥电路是一种基本电路，在测量技术和自动化控制方面有着广泛的应用.现在一般用惠斯登电桥测量1~105Ω范围内的电阻.[目的]1.学习惠斯登电桥测量电阻的原理和方法.2.会用自组电桥和QJ23型惠斯登电桥测量电阻，掌握交换法、电学平衡法，理解电桥的灵敏度.3.掌握对测量结果的不确定度进行评定. [原理]惠斯登电桥的基本电路如图14-1所示.把三个可调的标准电阻R 1、R 2、R 3和一个待测电阻R x 连接成四边形ABCD ，四边形的每一个边称为电桥的一个臂.在四边形的一对顶点A 和C 之间接有直流电源E 和可变电阻R n ,在四边形的另一对顶点B 和D 之间接有检流汁G .所谓“桥” 一般指的是连接B 、D 顶点之间的电路，由检流计G 直接比较这两点的电势.若B 、D 两点的电势相等，称为电桥平衡；反之，若B 、D 两点的电势不相等，称为电桥不平衡.改变可调的标准电阻R l 、R 2和R s 的阻值，就有可能使得B 、D 两点的电势相等，此时检流计中没有电流通过，即I g =0，由于U AD =U AB ，所以有I 1 R 1=I 2R 2 （14-1）由于U DC =U BC ，所以有12I Rx I Rs = （14-2）把（14-1）和（14-2）式相除，有21x s R R R R =，即 21x s r s R R R K RR == （14-3） R 1和R 2称为比率臂，R s 称为比较臂，K r =R 1／R 2称为电桥的量程倍率(又称量程因数).(14-3)式称为电桥的平衡条件，它将待测电阻R x 用三个已知的标准电阻的阻值表示了出来.可见，当电桥处于平衡状态时，桥臂上的四个电阻之间存在一个非常简单的关系：R x ／R l =R s ／R 2.此时，不论流经桥臂的电流大小如何变化，都不会影响这个关系.由以上分析可知，电桥在不接通电源时，检流计的指针指零；接通电源而电桥达到平衡时，检流计指针仍然指零.这种在平衡点、零点或是相互抵偿的状态附近，实验会保持原始条件，从而避免一些附加的系统误差的实验方法称为零示法或零位法[注].用零示法的测量装置都有一个指零仪或指零装置，用来判断测量装置是否达到了平衡状态(或零[注]参见龚振雄编著，《漫画物理实验方法》，P66，科学出版社，1991.137点、抵偿点).指零仪不改变测量装置的工作状态，理论上它不产生系统误差，可以实现高准确度测量.指零仪本身不表征任何测量结果，真正的测量结果都要通过一个或一组标准量来表示，这就实现了比较测量的方法.因此，惠斯登电桥测电阻的实验同时采用了零示法和比较法.调节电桥平衡的方法有两种，一种是取量程倍率K r 为某一定值，调节R s 的大小；另一种是保持R s 的大小不变，调节量程倍率K r 的值.在本实验中采用的是前一种方法.(二)电桥的灵敏度对已平衡的电桥，如果比较臂电阻R s 改变△R s 时，检流计的指针偏离平衡位置n ∆格，则定义电桥的灵敏度为nS R∆=∆ (14-4) 显然，电桥的灵敏度越大，对电桥平衡的判断也越准确.进一步的分析表明[注]：选用低内阻、高灵敏度的检流计，适当增加电桥的工作电压E ，适当减小比较臂电阻R s ，均有利于提高电桥的灵敏度.(三)用交换法消除比率臂的误差保持R 1和R 2不变，把R s 和R x 的位置交换，调节R s 使电桥再次达到平衡，设这时R s 电阻值变为sR '，根据电桥平衡条件有 21x s R R R R '= (14-5) 联立(14-3)式和(14-5)式，得x R =(14-6) 由于(14-6)式中没有R 1和R 2，这就消除了由于R 1和R 2不准确而引起的系统误差.这种把测量中的某些条件交换，如将测量对象的位置相互交换，或者将测量反向进行，使产生系统误差的原因对测量的结果起相反的作用，从而抵消了系统误差的方法称为交换法或交替法.这也是消除系统误差的基本方法之一.[装置介绍](一)AC5型直流指针式检流计这种检流计属于磁电系列便携式电表.根据内阻与分度值的不同而有不同型号.本实验中所用的检流计面板如图14-2所示.为了消除读数时的视差，检流计采用刀形指针⑥和反射镜相配合的读数装置.当小旋钮③移向红色圆点位置⑤时，动圈即被短路，短路而产生的电磁阻尼可使与指针相联的可动部分迅速制动，这样防止可动部分的张丝等部件因机械振动而引起的变形.检流计除接线柱①外，还有“电计”按钮⑦和“短路”按钮⑧，在使用过程中如果需要短时间将检流计与外电路接通，可将“电计”按钮摁下即可；若需长时间接通，可将“电计”按钮摁下并顺时针转90º，此时按钮不再弹起，称为“锁住”.若使用时检流计指针不停摆动，可将“短路”按钮摁一下，在电磁阻尼作用下指针立即停止摆动.使用时先将接线柱与外电路接通，将小旋钮③轻轻移向白色圆点位置④，这时指针[注] 参见潘人培，董宝昌主编，《物理实验教学参考书》，P124，高等教育出版社，1990.138如不在零点位置，可用零点调节旋钮②仔细调节.摁下电计按钮，检流计即被接人电路.使用完毕后必须将小旋钮③移向红色圆点位置⑤，并将“电计”按钮和“短路”按钮放松.(二)便携式直流单臂电桥1. QJ23型便携式直流单臂电桥其线路图如图14-3(a )，对应的面版图如图14-3(b ).面板图中右边四个旋钮用来调节R s ；左上角的旋钮用来调节量程倍率K r ；左下角是检流计，检流计上方有机械调零旋钮用来调节无电流通过时指针指零；其余接线柱和按钮的功能如下：R x ：被测电阻接线柱.B +、B -：外接电源接线柱.若只用该电桥的内部电源时，应用联接片接在这两接线柱之间.G 外接：外接检流计接线柱.从这里可以外接灵敏度更高的检流计.若用内附检流计时，应用联接片接在这两个接线柱之间.G 内接：用外接检流计时，需用联接片接在这两个接线柱之间.电桥使用完毕也应将联接片接在这两个接线柱之间，使内附检流计短路.B 按键：电源按键开关.摁下此键则电源接人电路.若需长时间接通电源，摁下此键后再顺时针转90º即可锁住此键.G 按键：摁下此键时检流计接入电路.若需长时间接通检流计，摁下此键后再顺时针旋转90º即可锁住此键.QJ23型电桥的主要技术指标和准确度等级可参见箱底板上的铭牌.例如使用内部电源和内附检流计，量程倍率K r 取1、0.1、0.01，测量范围分别为1 000~9 999Ω，100~999.9Ω， 10~99.99Ω时，该电桥以百分数表示的准确度等级指数C =0.2.2. QJ23A 型便携式直流单臂电桥其原理和各部件的作用与QJ23型相同，面板如图14-4所示，与面板图14-3(b )相比，只是旋钮、接线柱及按键的位置有变化：中部并排的四个旋钮用来调节R s；右上方的旋139钮用来调节量程倍率K r ；检流计在左上方，检流计上方有机械调零旋钮用来调节无电流通过时指针指零；左上角是外接检流计G 外接线柱，用外接检流计时，将其下方转换开关打向G 外，如用内接检流计，将转换开关打向G 内；右上角是外接电源接线柱B 外，用外接电源时, 将其下方转换开关打向B 外，如用内接电源, 将转换开关打向B 内；面板下方的B 按键、G 按键、R x 接线柱的作用同QJ23型.测量电阻用直流电桥的仪器误差由国家标准GB/T3930-83规定 (参见附录2-8).在参考条件(或称标准条件)下确定的基本误差的极限 图14－4l i m 10010N x R C E R ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(14-7)式中C 为用百分数表示的等级指数；R x 为电桥标度盘示值；R N 为基准值，除非制造单位另有规定，基准值为测量时所用量程内最高电阻值的10的整数幂.对于QJ23型电桥，量程内最高电阻值为9 999Ω×K r ，由此R N ＝10 000×K r ，K r 为量程倍率，因此在参考条件下仪器的误差由上式得()m lim 0.2() 1 000100x r x R E K R ∆==+Ω （14-8）惠斯登电桥测量电阻的不确定度主要由Δm (R x )决定,由(0-3-7)式,R x 的标准不确定度()()Ω+=∆=x r x x R K R R u 000131002.03)(m (14-9)国家标准对单一影响超过参考条件而在标称使用范围的极限内,其他影响量都保持在参考条件下时，所产生的变差作出了规定.这时仪器的误差为基本误差的极限与变差的极限之和.[例题] 在环境温度为29℃，相对湿度为50％条件下，用QJ23型电桥的K r =0.01挡，相应的C =0.2，电桥平衡时标度盘示值为16.78Ω(即比较臂电阻R s =1 678)，用电桥内接电源(电压为4.5V ,是额定值).估算测量的不准确度.解：由附录2—8可知，除温度超过参考条件(20±1)℃而在标称使用范围极限内(20±10)℃，其他影响量都符合参考条件，由此产生的变差为基本误差的100％，根据(14—8)式得140()lim 0.2()200%2 1 0000.0116.780.107100m x R E ∆=⨯=⨯⨯⨯+≈Ω 由（14-9）式得()Ω≈==∆=06.0062.03107.03)(m x x R R u 相对标准不确定度()00r 4.078.16062.0≈==x x R R u u ()Ω±=∴06.078.16x R在此环境条件下，如果用K r =0.1挡测量此电阻，这时标度盘示值为16.8Ω（R s ＝168Ω），根据（14-8）式()m lim 0.2()200%2 1 0000.116.780.470.5100x R E ∆=⨯=⨯⨯⨯+=≈Ω ()Ω≈==∆=3.027.0347.03)(m x x R R u()00r 6.178.1627.0≈==x x R R u u()Ω±=∴3.08.16x R可见，在同样准确度条件下，所选用的量程倍率越大，测量的相对标准不确定度就越大.因此用QJ23型或其他各种直流电桥测电阻时，必须合理选择量程倍率，使比较臂电阻的第一盘(即阻值最大的旋钮)的示值不为零.[实验内容](一)用自组电桥测电阻按图14-1放置好各仪器然后接线.其中R l 、R 2和R s 为电阻箱，R n 为滑线变阻器.当R 1和R 2阻值不同时，便得到不同的量程倍率K r . K r 选好后，调节R s 使电桥平衡.限流电阻R n 应先调到最大.1.待测电阻为几十欧姆时，取K r =0.01(如R 1=10.0Ω，R 2=1 000.0Ω).合上开关K ，接通电源，再跃接(即断续接通)检流计的“电计”按钮，看检流计指针是否偏转.若R s 为某一值时，检流计指针偏向一边；当R s 变为另一值时，指针又偏向另一边；则R s 必定在这两个值之间.逐步改变R s 使指针的偏转逐步减少，直到电桥初步达到平衡.为了增加自组电桥的灵敏度，这时减小限流电阻R n 的阻值，使R n 为零，再调节R s 使检流计指针指零.2.记录下K r ＝R 1/R 2和R s 的值，由（14-3）式算出R x . R x 相对合成标准不确定度()()()()2/133222211cr ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==R R u R R u R R u R R u u x x (14-10)式中u (R 1)、u (R 2)、u (R 3) 分别是R 1 、R 2、 R 3的标准不确定度，主要由电阻箱的仪器误差决定的B 类标准不确定度分量构成(其估算方法参见实验5和附录2-6). R x 的合141成标准不确定度cr )(u R R u x x ⋅=.写出测量结果的完整表达式.3.按上述步骤测量另一个电阻x R '（阻值为几千欧姆），此时K r 取1.将以上数据填入表14-1中.(二)用交换法测xR ' 交换xR '和R s 的位置，把电桥调到平衡，记下这时的R s 的值s R '，由（14-6）式算出xR '.其相对合成标准不确定度可按下式估算 ()()()()2/122cr 21⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛''+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=''='s s s s x xxR R u RR u R R u R u (14-11) 合成标准不确定度()x s s xR u R R R u '⋅'='cr )(.将测量结果填入表14-2,并写出测量结果的完整表达式.(三)用便携式电桥测电阻1.结合装置介绍和便携式电桥底部铭牌上的说明熟悉仪器，调整检流计机械凋零旋钮，使检流计指针指零.2.将被测电阻接到R x 接线柱上，适当调节量程倍率K r 的值，注意倍率一定要选好，使测出的电阻值应有四位有效数字.跃接按键B 和G ，在电桥接通的情况下仔细调节R s ，使电桥达到平衡.未知电阻的阻值R x =K r R s .3.按上述方法测量另一个电阻x R '.再将x R 和x R '串联和并联，分别测出其等效电阻.将以上数据填入表14-3并根据(14-3)式、(14-8)式、(14-9)式和变差的大小，算出测量值和不确定度，写出测量结果的完整表达式.4.使用完毕，应将B 按键和G 按键放松.对QJ23型应将检流计的“外接”断开，“内接”短路，保护检流计.[注意事项]1. AC5型检流计使用完毕必须将小旋钮③旋至红色圆点位置，将“电计”和“短路”按钮放松.2.实验中G 及“电计”按键一般采用跃接,只有当检流计的指针偏转较小时，才能将AC5型检流计的“电计”按钮或便携式电桥的G 按键锁住.3.便携式电桥用完后，务必放松B 按键，否则内部电源将长期放电，使电池报废并损坏仪器.[数据表格][思考题]1.电桥测电阻时，若比率臂选择不好，对测量结果有什么影响?2.交换法为什么能消除比率臂误差的影响?3.试证明当电桥达到平衡后，若互换电源与检流计的位置，电桥是否仍保持平衡?4.电桥平衡后，当R s再改变△R s时检流计的指针偏转△n格.当限流电阻R n的值为最大或零时，根据(14-4)式计算自组电桥的灵敏度S是否有变化?142。
物理实验用惠斯通电桥测电阻实验报告
物理试验-用惠斯通电桥测电阻-试验汇报首都师范大学物理实验报告班级___信工C班___ 组别______D______姓名____李铃______ 学号__日期___.4.24__ 指导教师___刘丽峰___【试验题目】_________用惠斯通电桥测电阻___【试验目旳】1.掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻旳原理;2.学会对旳使用惠斯通电桥测量电阻旳措施;3.理解提高电桥敏捷度旳几种措施;4.学会测量单电桥旳敏捷度。
【试验仪器】QJ- 23型箱式电桥, 滑线电阻, 转柄电阻箱(0,99999.9Ω), 检流计, 直流电源, 待测电阻, 开关, 导线若干。
【试验原理】1(惠斯通电桥测量电阻旳原理图5.1是惠斯通电桥旳原理图。
图中R1.R2和R0是已知阻值旳电阻, 它们和被测电阻Rx连成一种四边形, 每一条边称作电桥旳一种臂。
四边形旳对角A和B 之间接电源E;对角C和D之间接有检流计G, 它像桥同样。
电源接通, 电桥线路中各支路均有电流通过。
当C.D两点之间旳电位不相等时, 桥路中旳电流IG?0, 检流计旳指针发生偏转;当C.D两点之间旳电位相等时,“桥”路中旳电流IG=0, 检流计指针指零, 这时我们称电桥处在平衡状态。
当电桥平衡时, ,两式相除可得到Rx旳测量公式(5-1)电阻R1R2为电桥旳比率臂, R0为比较臂, Rx为待测臂。
只要检流计足够敏捷, 等式(1)就能相称好地成立, 被测电阻值Rx可以仅从三个已知电阻旳值来求得, 而与电源电压无关。
由于R1、R2和R0可以使用原则电阻, 而原则电阻可以制作得十分精密, 这一过程相称于把Rx和原则电阻相比较, 因而测量旳精确度可以到达很高。
首都师范大学物理实验报告2(电桥旳敏捷度电桥平衡后, 将R0变化?R0, 检流计指针偏转?n格。
假如一种很小旳?R0能引起较大旳?n偏转, 电桥旳敏捷度就高, 电桥旳平衡就可以判断得更精细。
电表(检流计)旳敏捷度是以单位电流变化量所引起电表指针偏转旳格数来定义旳, 即(5-2)同样在完全处在平衡旳电桥里, 若测量臂电阻Rx变化一种微小量?Rx, 将引起检流计指针所偏转旳格数?n, 定义为电桥敏捷度, 即(5-3) 不过电桥敏捷度不能直接用来判断电桥在测量电阻时所产生旳误差, 故用其相对敏捷度来衡量电桥测量旳精确程度, 即有(5-4)定义为电桥旳相对敏捷度。
用惠斯通电桥测电阻
用惠斯登电桥测电阻桥式电路是最常见的电路，由桥式电路制成的电桥，是一各种精密的电学测量仪器，可用来测量电阻、电容、电感和电平等电学量。
并能通过转换测量，测出其它非电学量，如温度压力、频率、真空度等。
电桥是一种用比较法测量的仪量，即将未知量跟已知量相比较进行测量，它具有较高的灵敏度和准确度，在自动控制和瞬息万变动检测中得到广泛的应用。
根据用途不同，电桥有多种类型，其性能构造各有特点。
在各种电桥中，惠斯登电桥是其中最基本的一种。
它通常用来准确测量10—610Ω 的中值电阻，惠斯登电桥又称直流单臂电桥。
【实验目的】1．了解桥式电路的基本结构及测电阻的原理2．掌握桥式电路的连接和调节电桥平衡的方法3．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻【实验仪器】QJ ―23型箱式电桥，指针式检流计，ZX21型旋转式电阻箱，滑线变阻器，自制比例电阻盒，待测电阻盒，带保护电阻的单刀开关，单刀开关。
【实验原理】如果将待测电阻Rx 与标准电阻S R 并联到电源上，如图（1）所示，则有：S B x D R I R I =，即D S B X I R I R =如果两支路的电流D I 、B I 和标准电阻的阻值S R 已知，则可求出X R 。
这是从数学表达形式上看。
如果从物理实验方面看，要用上式求X R 。
还必须解决两个问题：一是D I 、B I 怎样测？若用电流表测则不可避免地存在误差；二是公式是通过并联条件，即相比较的两电阻X R 、S R 两端的电压相同而得到的。
怎样确保这个条件？惠斯登1843年发明的电桥解决了以上两个问题。
他在AB 和AD 之间用标准电阻21R R 代替D B I I 。
在BD 之间用灵敏电流计确定两点等电势。
这样由图（1）改为图（2）的惠斯登电桥(又称单电桥)。
由于检流计在BD 支路像“桥”一样架于BD 之间。
故称为电桥。
1R 、2R 、S R 、X R 称为四个桥臂。
称1R 2R 为比例臂。
S R 为比较臂。
实验二、用惠斯通电桥测电阻
实验二、用惠斯通电桥测电阻
一、实验目的
本实验旨在使用惠斯通电桥来测量普通电阻的电阻值。
二、实验原理
惠斯通电桥原理如下图所示：
惠斯通电桥是一种非常常见的平衡电桥。
它由四个电阻组成，这四个电阻组成一个平
衡电路，R1、R2和R3表示可调电阻，Rx表示待测电阻。
该电路中，R1与R2构成一个分
压电路，将源电压V1均分到R1、R2上；R2与R3构成一个可调桥，其电流可任意调节至零；Rx两端的电压为V2，V2的电压大小由Rx的电阻值决定。
当V2≈V1时，Rx的电阻值可由电桥上的R1、R2和R3确定。
V2大于V1时，R3增加，Rx可计算。
V2小于V1时，R2减小，Rx可计算。
三、实验步骤
1.用多用通钳限制电源，限制值为0-10V，并以“OFF”为依据断开电源。
2.使用导线将电源连接到惠斯通电桥，调节电桥中的R1、R2、R3，以实现电桥的平衡。
3.将待测电阻K型插头连接到惠斯通电桥，并注意插头接地线的连接。
4.将操作面板上的表示电阻值的调节器设置为零。
5.逐渐调整操作面板上的表示电阻值的调节器，直到两个电流表上的指针对准零处。
四、实验实施过程
5.最后，通过操作面板上的表示电阻值的调节器，可以获得待测电阻的电阻值。
五、结论
通过本次实验，我们使用惠斯通电桥来测量普通电阻的电阻值，实验过程规范，步骤
清晰，结果准确，结论明确。
用惠斯通电桥测量电阻
实验5.6 用惠斯通电桥测量电阻1. 实验目的(1) 了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥的工作原理； (2) 掌握用滑线式惠斯通电桥测量电阻； (3) 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。
2. 实验仪器滑线式惠斯通电桥，QJ24型箱式直流单臂电桥，直流稳压电源，滑线变阻器(0～100Ω或0～200Ω)，ZX21型旋转式电阻箱，待测电阻三个，检流计。
3. 实验原理电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。
用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。
在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。
惠斯通电桥的原理如图5.6-l 所示。
标准电阻R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。
在对角A 和C 之间接电源E ，在对角B 和D 之间接检流计G 。
因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。
当开关K E 和K G 接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了沟通ABC 和ADC 两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。
适当调节R 0、R 1和R 2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流I G = 0，这时，B 、D 两点的电势相等。
电桥的这种状态称为平衡状态。
这时A 、B 之间的电势差等于A 、D 之间的电势差，B 、C 之间的电势差等于D 、C 之间的电势差。
设ABC 支路和ADC 支路中的电流分别为I 1和I 2，由欧姆定律得 I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2两式相除，得102X R RR R = (1) (1)式称为电桥的平衡条件。
由(1)式得 102X R R R R =(2) 即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。
通常将R 1 / R 2称为比率臂，将R 0称为比较臂。
4. 仪器简介教学用惠斯通电桥一般有两种型式：滑线式和箱式。
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实验5.6 用惠斯通电桥测量电阻1. 实验目的(1) 了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥的工作原理； (2) 掌握用滑线式惠斯通电桥测量电阻； (3) 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。
2. 实验仪器滑线式惠斯通电桥，QJ24型箱式直流单臂电桥，直流稳压电源，滑线变阻器(0～100Ω或0～200Ω)，ZX21型旋转式电阻箱，待测电阻三个，检流计。
3. 实验原理电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。
用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。
在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。
惠斯通电桥的原理如图5.6-l 所示。
标准电阻R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。
在对角A 和C 之间接电源E ，在对角B 和D 之间接检流计G 。
因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。
当开关K E 和K G 接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了沟通ABC 和ADC 两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。
适当调节R 0、R 1和R 2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流I G = 0，这时，B 、D 两点的电势相等。
电桥的这种状态称为平衡状态。
这时A 、B 之间的电势差等于A 、D 之间的电势差，B 、C之间的电势差等于D 、C 之间的电势差。
设ABC 支路和ADC 支路中的电流分别为I 1和I 2，由欧姆定律得I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2两式相除，得102X R RR R = (1) (1)式称为电桥的平衡条件。
由(1)式得 102X R R R R =(2) 即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。
通常将R 1 / R 2称为比率臂，将R 0称为比较臂。
4. 仪器简介教学用惠斯通电桥一般有两种型式：滑线式和箱式。
图5.6-l 惠斯通电桥原理图(1) 滑线式惠斯通电桥滑线式惠斯通电桥的构造如图5.6-2所示。
A 、B 、C 是装有接线柱的厚铜片(其电阻可忽略)，它们相当于图5.5.6-1中的A 、B 、C 三点。
A 、C 之间有一根长度L ＝100.00cm 的电阻丝，装有接线柱的滑键相当于图5.5.6-1中的“D ”点。
滑键可以沿电阻丝左右滑动，它上面有两个弹性铜片。
按下掀钮，铜片就与电阻丝接触，接触点将电阻丝分为左右两段，AD 段(设长度为L 1)的电阻R 1相当于图5.5.6-1中的R 1，BD 段(设长度为L 2)的电阻R 2相当于图5.5.6-1中的R 2 。
在A 、B 之间接待测电阻R X ，B 、C 之间接电阻箱R 0，B 、D 之间接检流计G 。
A 、C 之间接电源E ，电源上串联的滑线变阻器R E 对电路起保护、调节作用。
当滑动滑键，使检流计通过的电流为0，即电桥处于平衡状态时，待测电阻102X RR R R =设电阻丝的电阻率为ρ，横截面积为S ，则 11L R S ρ= 22L R Sρ= 因此， 1102X L R R L =(3) L 1的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出，L 2 = L – L 1 ，R 0可以从电阻箱上读出，根据(3)式即可求出待测电阻R X1 。
为了消除由于电阻丝不均匀所产生的误差，在上述测量之后，我们把R X 和R 0的位置对调，重新使电桥处于平衡状态，测得电阻丝AD 的长度为L 1’，DC 的长度为L 2’ = L – L 1’由电桥的平衡条件得''220'1X L R R L = (4) 我们取两次测量的平均值，作为待测电阻的阻值。
最后讨论滑键在什么位置时，测量结果的相对误差最小。
图5.6-2 滑线式惠斯通电桥由 110021X L L R R R L L L ==- 得 1111102211()()()X L L L L L L L R R R L L L L -∆+∆∆∆==-- 所以，R X 的相对误差 111()X XR L L E R L L L ∆∆==-由10dE dL =知，当12LL =时，E 有极小值。
因此，我们应当这样选择R 0 ：当滑键D 在电阻丝中央时，使电桥达到平衡状态。
(2) QJ24型箱式直流单臂电桥如果将图 5.5.6-1中的三只电阻(R 0、R 1及R 2)，电源，检流计和开关等元件组装在一个箱子里，就成为便于携带、使用方便的箱式惠斯通电桥，电桥的面板如图5.6-3所示。
一般的电桥都大同小异，QJ24型直流单臂电桥是广泛使用的一种箱式惠斯通电桥。
它的原理与图5.6-2类同，为了在测量电阻时读数方便，左上方是比率臂旋钮(量程变换器)，比率臂R 1 / R 2的比值设计成如下七个10进位的数值：0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000，旋转比率臂旋钮即可改变R 1 / R 2的比值；面板右边是比较臂R 0 (测量盘)，是一只有4个旋钮的电阻箱，最大阻值为9999Ω；检流计G 安装在比率臂旋钮的下方，其上有一个零点调整旋钮；待测电阻R X 接在X 1和X 2接线柱之间。
当电桥平衡时，待测电阻 102X R R R R =B 0是仪器内部电源E (4.5V)的按钮开关，G 0和G 1是检流计的按钮开关，B 边的两个接线柱用来接外接电源，G 旁边的两个接线柱用来接外接检流计。
当外接9V 电源和高灵敏度检流计时，可提高测量的精确度。
本实验不用这四个接线柱。
按下G 1时，由于检流计并联有保护电阻R D ，灵敏度降低，但可允许通过较大的电流。
开始测量时，电桥处于很不平衡状态，通过检流计的电流较大，所以只能使用G 1开关。
随着电桥逐步接近平衡状态，应改用G 0开关，这时检流计直接接入电路，灵敏度提高。
应避免按钮开关长时间锁住，如电流长时间流过电阻，使电阻元件发热，从而影响测量准确性。
5. 实验步骤图5.6-3 QJ24型直流单臂电桥面板图(1) 用滑线式惠斯通电桥测电阻1) 按图5.6-2先摆好仪器，再接好线路。
待测电阻R X上标有“470Ω×5％”，可知R X的阻值在470Ω左右(若不知R X的大概数值，可用万用表的Ω档进行粗测)。
将电阻箱R0的阻值调至与R X相当，将滑线变阻器R E的阻值调至最大(以防止电桥中的电流过大)；稳压电源E 拨到“3V”档(不得拨到“6V”档，否则电阻丝将发热而明显伸长)；滑键D滑到AC中央。
经教师检查后，打开稳压电源开关K E。
2) 用左手按下滑键D上的铜片，眼睛密切注视检流计G，如果指针迅速偏转，说明通过G 的电流很大，应迅速松开手指，使铜片弹起，以免烧坏检流计。
这是由于R0的阻值和R X的阻值相差太大，电桥很不平衡造成的。
应检查R0的阻值，如有错置，立即改正。
当左手按下铜片时，如果指针较慢地偏转，可用右手调节R0，使G的指针向“0”移动，直到指针最接近“0”为止。
调节的方法是由电阻箱的高阻档到低阻档，(×100档、×10档和×1档)逐个仔细调节。
3) 把滑线变阻器R E的阻值减小至零，提高加在AC两端的电压，以增大电桥的灵敏度，这时检流计的指针又会偏离“0”，仔细调R0的低阻档，使指针重新接近“0”，这时电桥基本处于平衡状态。
4) 稍微移动滑键D，当按下铜片时，检流计指针准确指“0”，这时电桥就处于平衡状态。
读记R0和L1。
5) 把R0和R X的位置对调，重复上述步骤，读记R0’ 和L1’。
6) 根据(3)式和(4)式，分别计算出待测电阻R X1和R X2，并求出它们的平均值R X 。
7) 将l00Ω及l00Ω与470Ω电阻串联(即570Ω)后，作为另两个待测电阻，重复上述步骤。
(2) 用QJ24型箱式直流单臂电桥测电阻1) 检查仪器上检流计的指针是否指“0”，如不指“0”，可旋转零点调整旋钮，使指针准确指“0”。
2) 用万用表测出待测电阻R X的大概数值；然后将R X接在X1和X2两个接线柱之间。
3) 根据R X的粗测，R0应取4位有效数字的原则(使电阻箱的4个旋钮全部利用)，参照下4) 调节R0的千位数与R X粗测值的第一位数字相同，其余各旋钮旋到“0”。
用左手两手指同时按下按钮B0和G1，眼睛密切注视检流计，如果指针迅速偏转，说明电桥很不平衡，通过检流计的电流很大，应迅速松开两手指，使按钮弹起，以免烧坏检流计。
然后检查比率臂和比较臂的指示值，如有错置，立即改正。
如果检流计指针较慢地偏向“十”号一边或“一”号一边，可用右手调节R0，使指针向“0”移动，直到指针最接近“0”为止。
如果指针偏向“十”号一边，说明R0偏大，应调小；如果指针偏向“一”号一边，说明R0偏小，应调大。
调节方法是：由电阻箱的高阻档(×1000档和×100档)到低阻档(×10档和×1档)逐个仔细地调节。
5) 松开B0和G1，再同时按下B0和G0，由于检流计的灵敏度提高了，指针一般又会偏离，仔细调节R0的低阻档，直到指针精确指“0”为止。
记下比率臂R1 / R2和比较臂R0的指示值。
6) 根据(2)式计算出待测电阻R X。
7) 电桥使用注意事项：①在用电桥测电阻前，先检查检流计是否调零，如未调零，应先调零后再开始测量。
R0的×1000档绝对不能调到“0”。
在调节R0时，当检流计指针偏转到满刻度时，应立即松开按钮开关B0和G1。
②在调节R0时，如果检流计不偏转或始终偏向一边，应检查电路连接是否正确，各处接线特别是电源B和检流计G接线是否旋紧。
为保护检流计，在使用按钮开关时，应用手指压紧开关而不要“旋死”。
按下开关G0、G1和B0的时间不能长。
③待测电阻与接线柱的连接导线电阻应小于0.005Ω。
④实验完毕后，应检查各按钮开关是否均已松开，再关闭电源；否则，将会损坏电源。
请学生切记！6. 测量记录和数据处理7. 常识介绍(1) 电桥电路电桥电路是电学中一种很基本的电路连接方式，应用非常广泛。
这种电路的特点是把四个电学元件(可以是电阻，也可以是电容、电感，甚至非线性元件，称为“桥臂”)连接成四边形，在它的一条对角线A、C上连接电源，而在另一条对角线B、D上接检测器，用来比较B、D两点电势是否相同。
所谓“桥”，指的就是B、D两点之间的电流通路。
电桥按所接的电源是直流还是交流而分为直流电桥和交流电桥两大类。
直流电桥的四个桥臂都是纯电阻元件，探测器一般用灵敏检流计。
惠斯通电桥是典型的直流电桥，早在1833年就有人提出基本的电桥网络，十年之后，英国人惠斯通利用它精确测量电阻，故得名。
交流电桥用交流电源(市电、信号发生器等)供电，桥臂可以是电容、电感以及它们的组合，探测器不能再用检流计，通常用耳机，示波器、振动式灵敏电流计或其他整流型交流放大器。