大学物理实验报告 双臂电桥测低电压
双臂电桥测低电阻实验报告
学院：国际软件学院专业：数字媒体技术2011年6月3日
实验名称
双臂电桥测低电阻
姓名
陈鲁飞
年级/班级
10级原软工四班
学号
2010302580145
一、实验目的四、实验内容及原始数据
二、实验原理五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等）
三、实验设备及工具六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论）
2010
2003
2005
40cm铜棒接入电路时电阻（）
1605
1610
1608
1610
1607
五．实验数据处理及结果
数据处理：
根据电阻率的计算公式以及Rx的表达式可以得到：
40cm铝棒接入电路时：
铝棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
50cm铜棒接入电路时：
铜棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为50cm，调节R1，R2为1000 ，调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。
2．选取长度40cm,重复步骤1。
3．在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。
4．计算2种长度的 和 ，再求 。
5．取40cm长度，计算测量值 的标准偏差。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、Rin2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、Rix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R2、R3、R相串连，故其影响可忽略。
大学物理实验实验六双臂电桥测低值电阻
物理实验原始数据记录专业班级实验日期学号姓名实验台号表1 铜棒直径的测量仪器：螺旋测微器∆= 0.004 mm表2 铜棒电阻的测量大学物理实验报告实验名称双臂电桥测低值电阻实验名称：双桥电阻测低值电阻实验时间：2020.07.16小组成员：张振勇实验地点：实验目的：1、学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。
2、学习用双臂电桥测量低电阻，并以此计算金属材料的电阻率。
仪器、设备和材料：QJ36型双臂电桥（0.02级）、JWY型直流稳压电源（5A15V）、电流表（5A）、R P电阻、双刀双掷换向开关、0.001Ω标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001Ω)连接线、低电阻测试架（待测铜一根）、直流复射式检流计（AC15/4或6型）、千分尺、导线等实验原理：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Rx，电路图如图 1 所示，考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图 2 所示。
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻R i3和R i4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ R i1+R i2）。
当待测电阻Rx小于1Ω时，就不能忽略接触电阻R i1和R i2对测量的影响了。
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 3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。
此时毫伏表上测得电压为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准确计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图 5和图 6所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
双臂电桥的实验报告 (2)
双臂电桥测低电阻PB07025011李雅筝时间：10月26号38组得分：实验目的：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。
熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理：由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ Ri1+ Ri2）。
当待测电阻Rx小于1Ω时，就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要更改接线方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接。
此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥。
标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。
在双臂电桥电路图中，当电桥平衡时，通过检流计G 的电流IG = 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 RR n X 31212311 (2)通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R ，使得RR R R 312=成立，则(2)式中第二项为零，待测电阻Rx 和标准电阻Rn 的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri 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=。
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题目 双臂电桥测低电阻实验目的 熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理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 3方式，将低电阻Rx 以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。
此时毫伏表上测得电眼为Rx 的电压降，由Rx = V/I 即可准测计算出Rx 。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A 、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B 、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。
标准电阻Rn 电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx 的电流头接触电阻为R ix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2，待测电阻Rx 电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R 1、R 2、R 3、R 相串连，故其影响可忽略。
由图5和图6，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 R R 1=(3)实验仪器铜棒，铝棒，稳压源，电流表，限流电阻，双刀双掷开关，标准电阻，检流计，低电阻，电桥，导线等。
双臂电桥测低电阻实验报告
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(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10-5~102Ω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。
二、实验原理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Rx，电路图如图1 所示，考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图2 所示。
由于毫伏表内阻Rg 远大于接触电阻R i3和R i4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I 得到的电阻是（Rx+ R i1+R i2）。
当待测电阻Rx 小于1Ω时，就不能忽略接触电阻R i1和R i2对测量的影响了。
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3 方式，将低电阻Rx 以四端接法方式连接，等效电路如图4 。
此时毫伏表上测得电眼为Rx 的电压降，由Rx =V/I 即可准测计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5 和图6 所示。
标准电阻Rn 电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx 的电流头接触电阻为R ix1、 R，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2，i x2待测电阻Rx 电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R 相串连，故其影响可忽略。
双臂电桥测低电阻实验报告
=0.089
于是最终结果写成：
六、实验结果分析
实验小结：
1、从实验结果来看，实验数据比较好，两次铜棒的测量所得电阻率比较接近。
2、实验过程中应该注意对仪器的调零和保护。
3、实验中测量同一组量时注意保持系统的稳定，不可中途拆卸，否则会造成比较大的系统误差（特别是铜棒和铝棒装好后不要多次改变刀口的松紧）。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、Rin2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、Rix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R2、R3、R相串连，故其影响可忽略。
3.用双臂电桥测金属材料（铝.铜）的电阻率。
二、实验原理
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Rx，电路图如图1所示，
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图2所示。
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ Ri1+ Ri2）。当待测电阻Rx小于1 时，就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
6．将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。
实验电路
实验数据：
1
2
3
4
5
铝棒直径（mm）
4.991
4.995
4.998
4.992
4.990
铜棒直径（mm）
4.984
双臂电桥测低电阻的实验报告
双臂电桥测低电阻的实验报告双臂电桥测低电阻的实验报告引言：电阻是电路中常见的元件之一，它对电流的流动起着阻碍作用。
在实际应用中，我们经常需要测量电阻的大小。
然而，当电阻值较小时，传统的测量方法可能会带来一些误差。
为了解决这个问题，我们进行了双臂电桥测低电阻的实验。
实验目的：本实验旨在通过双臂电桥测量低电阻，探究其测量原理和方法，并验证实验结果的准确性。
实验器材：1. 双臂电桥实验装置2. 低电阻元件3. 电流表4. 电压表5. 电源实验步骤：1. 将双臂电桥实验装置接入电源，确保电源电压稳定。
2. 将低电阻元件连接到电桥的一个臂上。
3. 调节电桥的各臂的电阻值，使其达到平衡状态。
4. 记录下电桥平衡时的电桥各臂电阻值。
5. 断开电源，取下低电阻元件。
实验原理：双臂电桥是一种常用的测量电阻的仪器。
它由四个电阻臂组成，其中两个电阻臂是固定的，另外两个是可调的。
当电桥平衡时，两个可调电阻臂的电阻值与固定电阻臂的电阻值成比例。
实验结果：在实验中，我们使用双臂电桥测量了一个低电阻元件的电阻值。
经过多次实验测量和计算，我们得到了如下结果：电阻值为1.23欧姆。
实验讨论：通过实验结果，我们可以看到，双臂电桥是一种有效测量低电阻的方法。
通过调节电桥的可调电阻臂，使其与固定电阻臂达到平衡，我们可以准确地测量出低电阻的电阻值。
然而，实际操作中仍然存在一些误差。
首先，电桥的精度会影响测量结果的准确性。
如果电桥的精度不高，可能导致测量结果偏离真实值。
其次，电源电压的稳定性也会对测量结果产生影响。
如果电源电压不稳定，可能导致电桥平衡时的电阻值发生变化。
为了提高测量结果的准确性，我们可以采取一些措施。
首先，选用精度较高的双臂电桥装置。
其次，使用稳定的电源，并确保电源电压的稳定性。
最后，进行多次实验测量，取平均值，以减少随机误差的影响。
结论：通过本次实验，我们成功地使用双臂电桥测量了低电阻的电阻值，并验证了双臂电桥测量低电阻的准确性。
双臂电桥测低电阻实验报告
5、本实验原理比较简单，但电路图连接比较复杂，特别是电阻的四端接法应注意正负极的一致。
注意事项：
1．先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。
2．按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电压头接线顺。
3．检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档进行保护。
(3)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到 。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Ri的阻值(Ri<0.001 )，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。
三、实验设备及工具
本实验所使用仪器有
1.QJ36型双臂电桥（0.02级）6.JWY型直流稳压电源（5A15V）、
仪器（电阻箱）为0.02级，那么Δ仪=1608×0.02%Ω=0.32Ω，考虑到人的判断相对来说比较精确，因此认为uB（R）=Δ仪=0.32Ω。
那么合成不确定度
又有U（Rn）=0.01%×0.001Ω=1×10-7Ω
U（R1）=1000×0.02%Ω=0.2Ω
U（L）=2mm
根据不确定度的传递公式应该有：
1、实验目的
1.了解测量低电阻的特殊性。
2.掌握双臂电桥的工作原理。
3.用双臂电桥测金属材料（铝.铜）的电阻率。
二、实验原理
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Rx，电路图如图1所示，
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图2所示。
由图5和图6，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG= 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）
双臂电桥测低电阻实验报告
如果将他们的两个接头互相交换，等效电路图中的两个电阻就要更换位置。这样做不好的地方在于加大了待测电阻那边的附加电阻，使得测量结果不正确。
教
师
评
语
评阅教师：年月日
1、实验目的
1.了解测量低电阻的特殊性。
2.掌握双臂电桥的工作原理。
3.用双臂电桥测金属材料（铝.铜）的电阻率。
二、实验原理
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Rx，电路图如图1所示，
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图2所示。
铜棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
直径D的测量列的标准差为
取P=0.95，查表得t因子tP=2.57，那么测量列D不确定度的A类评定为
仪器（千分尺）的最大允差Δ仪=0.001mm，按照正态分布算，测量列的不确定度的B类评定
那么合成不确定度
电阻R的测量列的标准差为
取P=0.95，查表得t因子tP=2.57，那么测量列R不确定度的A类评定为
2003
2005
40cm铜棒接入电路时电阻（
1605
1610
1608
1610
1607
五．实验数据处理及结果
数据处理：
根据电阻率的计算公式以及Rx的表达式可以得到：
40cm铝棒接入电路时：
铝棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
50cm铜棒接入电路时：
铜棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
40cm铜棒接入电路时：
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：1.熟悉双臂电桥的使用方法和测量原理；2.掌握双臂电桥测量低电阻的方法；3.了解如何减少测量误差；4.分析实验结果并讨论其准确性。
实验器材：1.双臂电桥实验装置；2.低电阻元件；3.电源；4.导线；5.电压表；6.高精度万用表。
实验原理：双臂电桥是一种用于测量电阻未知的测量电桥。
其基本原理是根据欧姆定律和串并联电阻的电压分配关系，通过调节桥臂上的可变电阻来使电桥平衡，从而测量出未知电阻的数值。
实验步骤：1.将实验装置接通电源，确保电压表能够正常工作；2.将滑动调节器、接线端子和电桥控制台连接好；3.将未知电阻连接到测试电路上（注意正确连接正负极）；4.使用高精度万用表预估未知电阻的大小，将滑动调节器的起点设置为一个预估值的位置；5.使用滑动调节器调节电桥平衡，即使电桥两侧电势相等，电流几乎为零；6.读取滑尺位置上的数值，该数值为未知电阻的大小；7.重复上述步骤3-6，分别使用不同的滑尺位置测量未知电阻的数值；8.记录每组实验数据。
实验结果与分析：根据实验步骤，我们进行了几组实验，并记录了实验数据。
根据实验数据，我们计算了每组实验数据的平均值和标准偏差，并进行了合理的误差分析。
实验数据如下表所示：实验组数，实验数据1（Ω），实验数据2（Ω），实验数据3（Ω），平均值（Ω），标准偏差（Ω）----，---------，---------，---------，--------，--------1，0.52，0.53，0.51，0.52，0.012，0.48，0.49，0.47，0.48，0.013，0.50，0.51，0.49，0.50，0.014，0.49，0.50，0.48，0.49，0.015，0.51，0.52，0.50，0.51，0.01通过计算可以得出实验结果的平均值为0.5Ω，标准偏差为0.01Ω。
在进行实验时，我们发现在调节桥臂上的可变电阻时需要非常小心，因为一点点的误差就会导致电桥无法平衡。
双臂电桥测低电阻实验报告word精品文档5页
双臂电桥测低电阻实验报告实验题目 双臂电桥测低电阻实验目的 熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理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 3方式，将低电阻Rx 以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。
此时毫伏表上测得电眼为Rx 的电压降，由Rx = V/I 即可准测计算出Rx 。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A 、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B 、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。
标准电阻Rn 电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx 的电流头接触电阻为R ix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2，待测电阻Rx 电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R 1、R 2、R 3、R 相串连，故其影响可忽略。
由图5和图6，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 R R 1=(3)实验仪器铜棒，铝棒，稳压源，电流表，限流电阻，双刀双掷开关，标准电阻，检流计，低电阻，电桥，导线等。
双臂电桥测低电阻实验报告共8页文档
双臂电桥测低电阻实验报告实验题目双臂电桥测低电阻实验目的熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理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 3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。
此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、Rin2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、Rix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2，待测电阻Rx电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R 1、R 2、R 3、R 相串连，故其影响可忽略。
由图5和图6，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nX R R R R 1=(3)实验仪器铜棒，铝棒，稳压源，电流表，限流电阻，双刀双掷开关，标准电阻，检流计，低电阻，电桥，导线等。
大学物理设计性实验双臂电桥测低电阻实验报告1
评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用双臂电桥测低电阻班级：姓名：学号：指导教师：原始数据记录：实验原始数据1、测金属棒的电阻率室温：C 仪器误差:千分尺: 直尺:电桥:倍率10-2:2％Rx+2、测金属棒电阻的温度系数l=实验提要：《用双臂电桥测低电阻》实验提要实验课题及任务对于粗细均匀的圆金属导体，其电阻值与长度L 成正比，与横截面积S 成反比，S LR ρ=，式中，ρ为电阻率。
通常电阻的阻值会随温度的改变而发生改变，对于金属导体，转变关系可用下式表示：)1(20⋅⋅⋅+++=T t R R t βα，要求不高时，可近似以为：)1(0t R R t α+=，其中α为温度系数。
要想测量金属电阻的电阻率和温度系数，因为其电阻很小，所以需要用双臂电桥来测量。
《用双臂电桥测低电阻》实验课题任务是：按照所学的知识，设计测量金属棒的电阻率ρ和电阻温度系数α。
学生按照自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用双臂电桥测低电阻》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式，研究测量方式，写出实验内容和步骤。
)，然后按照自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处置，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物和阅读仪器利用说明书，了解仪器的利用方式，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方式和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 按如实验情形自己肯定所需的测量次数。
⑷ 应该计算法和图解法处置数据。
实验仪器直流双臂电桥，金属棒制作成的四端电阻，直尺，游标卡尺，热水槽，热水等，实验所用公式及物理量符号提示⑴ 电阻率公式：SLR ρ= 其中ρ为电阻率。
若已知导体的直径d ，则： Ld R42πρ=⑵ 金属导体电阻跟测试的关系式：)1(20⋅⋅⋅+++=T t R R t βα要求不高时，可近似以为：)1(0t R R t α+=评分参考(10分)⑴ 正确写出实验原理和计算公式，2分。
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。
双臂电桥测低电阻实验报告
实验电路
实验数据：
1
2
3
4
5
铝棒直径（mm）
4.991
4.995
4.998
4.992
4.990
铜棒直径（mm）
4.984
4.981
4.986
4.985
4.988
40cm铝棒接入电路时电阻（）
755
750
753
751
757
50cm铜棒接入电路时电阻（）
2006
2001
2010
2003
2005
40cm铜棒接入电路时电阻（）
1605
1610
1608
1610
1607
五．实验数据处理及结果
数据处理：
根据电阻率的计算公式以及Rx的表达式可以得到：
40cm铝棒接入电路时：
铝棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
50cm铜棒接入电路时：
铜棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
《基础物理》实验报告
学院：国际软件学院专业：数字媒体技术2011年6月3日
实验名称
双臂电桥测低电阻
姓名
陈鲁飞
年级/班级
10级原软工四班
学号
2010302580145
一、实验目的四、实验内容及原始数据
二、实验原理五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等）
三、实验设备及工具六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论）
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ Ri1+ Ri2）。当待测电阻Rx小于1 时，就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
双臂电桥测低电阻实验报告
(1)
解方程组得
(2)
通过联动转换开关，同时调节R1、R2、R3、R，使得 成立，则（2）式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、Rix2均包括在低电阻导线Ri内，则有
40cm铜棒接入电路时：
铜棒直径平均值
测量所得电阻的平均值
那么计算得
直径D的测量列的标准差为
取P=0.95，查表得t因子tP=2.57，那么测量列D不确定度的A类评定为
仪器（千分尺）的最大允差Δ仪=0.001mm，按照正态分布算，测量列的不确定度的B类评定
那么合成不确定度
电阻R的测量列的标准差为
取P=0.95，查表得t因子tP=2.57，那么测量列R不确定度的A类评定为
误差分析：
1、由于检流计对仪器稳定性有很高的要求，而在实验中很难做到。
2、R2/R1=R3/R并不是严格成立的。
3、铝棒不是很直，长度测量有偏差，但误差分析是无法计算。
思考题：
1在测量时，如果被测低电阻的电压头接线电阻较大（例如被测电阻远离电桥，所用引线过细过长等），对测量准确度有无影响？
由于电压头支路上存在大电阻（一般大于1000Ω），接线电阻如果相对于大电阻仍然比较小，与大电阻串联时，阻值也是高阶无穷小量（一般情况下），其影响仍然可以忽略不计，可以认为没有影响；但如果接线电阻相对于大电阻在同一数量级上，则其影响就不能忽略了
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为50cm，调节R1，R2为1000 ，调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。
大学物理实验报告 双臂电桥测低电压
实验报告双臂电桥测低电压电阻值按其大小可分为高、中和低三种阻值，100kΩ以上称为高电阻，中电阻得范围约在1Ω-100kΩ，1Ω以下的电阻称为低电阻。
不同的电阻，测量方法的不同。
惠斯通电桥用来测量中值电阻时，可以忽略接触电阻及连接导线的电阻（称为附加电阻，约为10-4~10-2Ω）带来的影响。
但是，在测量1Ω以下的低电阻时就不行了，例如：测量电阻值为0.01Ω的电阻时，若接触电阻为0.01Ω左右时，其百分比误差为0.010.01=100%，这就无法得出测量的结果。
根据惠斯通电桥原理改进的双臂电桥（又称为开尔文电桥）利用补偿法修正系统的误差，能够较高地消除附加电路带来的影响，适合于测量10-5~10-2Ω范围内的电阻。
关键词：电阻；惠斯通电桥；双臂电桥一、实验目的1．了解双臂电桥测电阻的原理和方法；2．用双臂电桥测导体的电阻率ρ和电阻温度系数α。
二、实验原理如图7-5-1所示是惠斯通电桥测电阻原理的线路图，如果待测电阻RX 是低电阻，RS也应该是低电阻，R1和R2可以用高电阻。
虽然，连接R1和R2的四根导线的电阻和接触电阻相对于高电阻R1和R2可以忽略。
但是，连接待测电阻RX和低电阻RS导线的电阻和接触电阻相对于低电阻RX 和低电阻RS来说，对测量的结果的影响就不可以忽略。
所以，惠斯通电桥不能测低测电阻，要测低电阻就必须改进。
为了消除上述接触电阻的影响，首先研究用伏安法测金属棒电阻R的情况，如图7-5-2(a)所示。
途中电流I在A处分为I1和I2两分支电流，考虑接线的电阻和接触电阻：I1流经A点处电流表和金属棒间的接触电阻r1再流入R;I2流经A点处电压表和金属棒间的接触电阻r3再流入电压表。
同理可知，当I1和I2汇合到B点时，必须流过r4和r2。
因此，可以把r1和r2看作与R串联。
而把r3和r4看作与电压表串联，它们的等效电路如图7-5-2（b）所示。
如此说来，电压表上的指示值包括了r1、r2和R上的电压。
大学物理实验：双臂电桥
（5）充分利用实验数据，用数据组合分别代入式（1）求 出，再求其平均值。 （6）作出Rt-t的曲线，根据曲线求出值（或上机进行数 据处理）。试与用（1）式求得的的平均值作比较，分 析两者产生差异的原因？
放测 量 过 程 点 击 播
B: R1 , R2 , R3 ,R4的电阻值应适当取得大一 些，但不能无限地扩大，这样要引起灵敏度的下降。 把四端接法的低电阻（如待测低电阻和比较臂低电 阻）接入原单臂电桥，这样就多了一臂，最后就演变 成为上图的双臂电桥的电原理图。 为了保证电桥在调节平衡过程中同步协调，通常都 采用两个机械联动转换开关，同时也就一定存在两个 相等的比率，这样电桥有了两个比率臂，故有双臂电 桥之称。
2、四端接入法消除误差： P r3 C
V
R
P r4 C
r1
C C P
r2
四端接入法如图所示， r1—4同样是接线电阻，然 电路变成电压表串联r3-4 与R并列，由于电表内阻 远大于r3，r4，因此它们 的影响可以忽略不计。 下图就是四端接入法装 置。 P C P
电压接线 电流接线
四端接入装置
3、双臂电桥原理
4、测量完成后，将‘B1’开关关闭。
四、实 验 内 容
1、测定金属的电阻率和电导率
S 试用QJ-44型双臂电桥测出黄铜棒的电阻率 R l 1 和电导率 。双臂电桥使用见说明书，数据
表格和数据处理自拟。
放测 量 过 程 点 击 播
2、测定金属的电阻温度系数
导体的电阻随温度不同有所变化,金属的电阻随温度 的变化关系为：
R r R2 R R' Rx Rs ( ) ' R1 r R R2 R1 R2
双臂电桥测低电阻实验报告
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到 。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Ri的阻值(Ri<0.001 )，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。
三、实验设备及工具
本实验所使用仪器有
1.QJ36型双臂电桥（0.02级）6.JWY型直流稳压电源（5A15V）、
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为50cm，调节R1，R2为1000 ，调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。
2．选取长度40cm,重复步骤1。
3．在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。
4．计算2种长度的 和 ，再求 。
5．取40cm长度，计算测量值 的标准偏差。
2如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，等效电路有何变化，有什么不好？
如果将他们的两个接头互相交换，等效电路图中的两个电阻就要更换位置。这样做不好的地方在于加大了待测电阻那边的附加电阻，使得测量结果不正确。
教
师
评
语
评阅教师：年月日
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ Ri1+ Ri2）。当待测电阻Rx小于1 时，就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
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3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图4。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
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实验报告双臂电桥测低电压电阻值按其大小可分为高、中和低三种阻值，100kΩ以上称为高电阻，中电阻得范围约在1Ω-100kΩ，1Ω以下的电阻称为低电阻。
不同的电阻，测量方法的不同。
惠斯通电桥用来测量中值电阻时，可以忽略接触电阻及连接导线的电阻（称为附加电阻，约为10-4~10-2Ω）带来的影响。
但是，在测量1Ω以下的低电阻时就不行了，例如：测量电阻值为0.01Ω的电阻时，若接触电阻为0.01Ω左右时，其百分比误差为0.010.01=100%，这就无法得出测量的结果。
根据惠斯通电桥原理改进的双臂电桥（又称为开尔文电桥）利用补偿法修正系统的误差，能够较高地消除附加电路带来的影响，适合于测量10-5~10-2Ω范围内的电阻。
关键词：电阻；惠斯通电桥；双臂电桥一、实验目的1．了解双臂电桥测电阻的原理和方法；2．用双臂电桥测导体的电阻率ρ和电阻温度系数α。
二、实验原理如图7-5-1所示是惠斯通电桥测电阻原理的线路图，如果待测电阻RX 是低电阻，RS也应该是低电阻，R1和R2可以用高电阻。
虽然，连接R1和R2的四根导线的电阻和接触电阻相对于高电阻R1和R2可以忽略。
但是，连接待测电阻RX和低电阻RS导线的电阻和接触电阻相对于低电阻RX 和低电阻RS来说，对测量的结果的影响就不可以忽略。
所以，惠斯通电桥不能测低测电阻，要测低电阻就必须改进。
为了消除上述接触电阻的影响，首先研究用伏安法测金属棒电阻R的情况，如图7-5-2(a)所示。
途中电流I在A处分为I1和I2两分支电流，考虑接线的电阻和接触电阻：I1流经A点处电流表和金属棒间的接触电阻r1再流入R;I2流经A点处电压表和金属棒间的接触电阻r3再流入电压表。
同理可知，当I1和I2汇合到B点时，必须流过r4和r2。
因此，可以把r1和r2看作与R串联。
而把r3和r4看作与电压表串联，它们的等效电路如图7-5-2（b）所示。
如此说来，电压表上的指示值包括了r1、r2和R上的电压。
由于R很小，r1、r2和R相比具有相同的数量级，甚至于比R还大，所以，用电压表上的值来计算电阻R的值，其结图7-5-1 惠斯通电桥线路果必然包含很大的误差。
图7-5-2 伏安法测金属棒的电阻如果把图7-5-2(a)改成图7-5-3(a)，那么，经过同样的分析可知。
虽然r1、r2，r3、r4都存在，但是所处的位置不同，构成的等效电路如图7-5-3（b）所示。
由于电压表的内阻远大于r3、r4和R，所以，电压表和电流表上的读数可以相当准确地反映电阻R上的电压和通过R上的电流。
为此，可以利用欧姆定律计算处R的值。
这就是利用r1和r2进行补偿的补偿法修正系统误差的补偿测量法。
因此，在测量低电阻时，为了消除接触电阻的影响，常常把低电阻的两端A，B分为4个接线端A1、A2、B1和B2如图7-5-3（a）所示，这种方法称为四端钮接法。
把总电流通过的接线端A1，B1称为电流端（也称为C端），而把决定所测电阻的两端电压的接线端A2，B2称为电压端（也称为P端）。
图7-5-3 四端电阻接线图上述结果用于电桥电路，就构成双臂电桥，其原理的电路图如图7-5-4所示。
RX是待测电阻，RS 是标准电阻，图中A1、C1两点的接触电阻并入电源内阻，A2、C2两点的接触电阻并入R1、R2中。
在图中还增加了桥臂电阻R3、R4，将图7-5-1中的B点也分为B1、B2、B3和B4四点，这就可以把B2和B4两点的接触电阻并入较高值的R3和R4中；B1和B3用短线导线相连，设其电阻为r。
这样，除r外，其他附加电阻都可以忽略。
下面来推导出双臂电桥的平衡条件。
假设电桥已调至平衡，Ig =0，通过R1和R2的电流相等，设为I1；通过R3和R4的电流相等，设为I2；通过RX和RS的电流相等，设为I3。
因为电桥平衡时，B、D等电位，故有I1R1=I3R x+I2R3 (7-5-1)I1R2=I3R s+I2R4 (7-5-2)I2(R3+R4)=(I3−I2)r (7-5-3) 联立式(7-5-1)、式(7-5-2)和式(7-5-3)，可得R x=R1R2R s+N (7-5-4)式中， N=rR4R4+R3+r (R1R2−R3R4)。
式(7-5-4)与惠斯通电桥平衡条件相比，多出了N这一项。
但是，当满足条件R1/R2=R3/R4时，则N=0，此时双臂电桥平衡条件仍为R=R1R2R s (7-5-5)为了保证R1/R2=R3/R4得到满足，双臂电桥做成一种特殊结构，即把两串相同的十进制电阻得转臂装在同一轴上，使得调节转臂在任何位置时，都有R1/R2=R3/R4，于是双臂电桥和惠斯通都可以用式(7-5-5)计算，只是工作条件和测量范围不一样。
三、实验仪器1.直流双臂电桥；2.铝线(做成四端电阻)；3.游标卡尺；4.铜线(做成四段电阻)；5.加热圆筒；6.电炉和带鸭嘴夹导线两根和带接线夹的导线四根。
四、实验内容和步骤1.测量导体的电阻率对粗细均匀的圆导体，其电阻值R与其长度L成正比，与其横截面积S成反比R=ρLS(7-5-6) 式中，ρ为比例系数，它仅与导体材料有关，称为电阻率。
若已知导体的直径为d,则电阻率为ρ=Rπd 24L(7-5-7) 测量步骤如下：（1）将待测圆形导体（如铜、铝棒）做成四端电阻，把相应的电流，电压端接入双臂电桥的C1、C2、P1和P2的接线柱；用游标卡尺在圆柱导体的不同地方测量其直径d的值，并求d的平均值；（2）取定圆形导体的长度L，按仪器操作步骤进行，测出其电阻R；（3）改变长度L的值n次，分别测量其电阻R，并将测量结果计入7-5-1中；（4）用d的平均值分别代入ρ=Rπd 24L，算出ρ1，ρ2，…，ρn；（5）按误差传递计算ρ̅，∆ρ̅̅̅̅。
表7-5-1 数据记录12.测量导体的温度系数通常电阻的阻值会随温度的改变而发生变化，对于金属棒，其变化的关系可用下式来表示R t=R0（1+αt+βt2+⋯）（7-5-8）式子中，R0为导体在0°C时的电阻；R t为导体在t℃时的电阻；α，β，。
为电阻的温度系数，且α>β>⋯。
在一定的稳定范围内，金属导体的电阻与温度的关系可近似地认为是线性的，表示为R t=R0（1+αt）（7-5-9）（1）测量电阻的温度系数α有多种方法，下面介绍几种常用的方法将待测电阻浸泡在冰水中，测量其0℃时的电阻；然后，在测量其在t时的电阻R t，代入式（7-5-9）中算出α；（2）先求出金属导体温度在t1时的电阻R1，再测出温度0在t2时的电阻R2，然后分别代入（7-5-9）得：R1=R0（1+αt1)R2=R0(1+at2)将这两式子消去R0，解得α=R2-R1R1t2-R2t1（7-5-10）（3）图解法。
对一系列温度t测出电阻R t，然后，以温度t为横坐标；以电阻R t为纵坐标作图。
在一定温度范围内，测得的是一条近似直线（拟合），找出直线在纵坐标轴上得截距R0，和直线斜率m，于是电阻温度系数α=m R0⁄。
本实验采用图解法测导体铜得电阻温度系数α，测量步骤如下。
①将待测圆形导体（如铜导线）做成四端电阻（实验室已做好了），把相应的电流、电压端接入双臂电桥的C1、C2、P1、P2接线柱。
②做好的四端电阻侵泡在变压器油中，温度计也随四端电阻侵泡在机油中，将这一套装置，安全地放置在小电炉上，开始缓慢地加温。
③当温度达到120-140℃，拔下电源插头，断开电源；仔细观察温度计的温度，大约每隔10℃进行一次测量。
④大约测量8-10次，将所测得的数据，记录在表7-5-2中。
表7-5-2 数据记录2⑤用坐标纸作图或采用Excel软件作图和数据处理。
五、数据处理与分析根据误差理论自拟数据记录表格，进行实验数据处理。
d =4.007(mm) L 1=0.5m R 1=0.029Ω L 2=0.44m R 2=0.025Ω根据可知=0.029*3.14*（4.007*10-3）24*0.5=7.31*10-7（Ω*m ）（Ω*m ）...........如此累加得 ρ=∏ρi7i=17=7.14*10-7 (Ω*m)R 7=3.15 t 7=105.3α1=R 6−R 7t 6R7−t 7R 6=1.61∗10−3α2=R 5-R 6t 5R 6-t 6R5=1.46*10-3α3=R 4-R 5t 4R 5-t 5R 4=1.67*10-3..... 如此类推因此，R t =0.27（1+1.57*10-3t ）六、实验结论与误差分析1. R 1R 2=R3R 4不是严格成立的，会存在误差；2.金属材料的电阻随温度变化而变化的规律不是完全相同的；3.铝棒长度的测量会存在偏差。
Ω0.21R 0.38m L 33==4L d R ρ2Π=L 4d R ρ211Π=723222210*16.744.0*4)10*007.4(*14.3*025.04R ρ--===L d Π7-2-3323310*6.970.38*410*4.007*3.14*0.0214L d R ρ===）（Π3-81i i 10*1.578==∏=αα七、思考题1.为什么不能用惠斯通电桥低电阻？从惠斯通电桥改装为双臂电桥时，根据什么原理和采用了哪些方法？答：因为使用惠斯通电桥测低电阻时，被测电阻和标准电阻太低，使得线路中的电流过大而烧坏电源。
2.若四端电阻得电压端，电流端其中一个（或者两个）接错，实验当中会出现什么现象？试从原理说明之。
答：如果这两端接错，等效电路图中两个电阻就要换位置了。
这样做的缺点是加大了待测电阻的附加电阻，使得测量结果不准确，增大实验误差。
3.请你设计一个图解法测导体温度系数的实验，写出所用仪器，画出实验线路和写出实验步骤，并指出其误差范围。
双臂电桥法：在烧杯中加入适量的水，将导体浸没其中，通过恒温加热器控制水的温度，从而使导体的温度随着水的温度变化而变化，通过恒温控制器读出温度值。
设双臂电桥测得室温时导体电阻为R1，接入双臂电桥的P1、P2两接线柱间的导体长度为L,浸入液体中的导体长度为B，则温度不发生变化的导体长度为L-B，温度不发生变化的导体电阻为：R2=R1(L−B)×cL。
设电桥测量温度t℃时的电阻值为R3，则温度发生变化的导体的电阻为R t=R3−R2.实验中把恒温加热器从20℃开始加热，每隔10℃记录一次阻值，直到95摄氏度。
误差分析：恒温控制器加热的温度与导体实际的温度存在一定误差，导体的长度测量也会存在精确性的误差。