实验十一210《惠斯登电桥》实验报告

八、 思考题
1、请从原理并结合实践讨论双臂电桥与惠斯通电桥有哪些异同？ 答：单臂电桥用于测量比较大的电阻，而双臂电桥用于测量比较小的电阻（一 般为 10 欧以下）。用单臂电桥测较小的电阻，会使得接触电阻和接线电阻的影 响不可以忽略，难以达到准确测量。而用双臂电桥，较小的电阻采用四个端子， 外侧的为电流端子，用来引入电流，靠内侧的为电位端子，其间的电阻为被测的 电阻，连接线要粗一些，就解决了问题。另外，供电电源的容量要比较大，就是 能够提供比较大的电流，用电流表监视电流，用可变电阻调节电流，因为被测的 电阻小，需要通过比较大的电流才能产生比较明显的电压降，以供检流计来检测。 2、若在图中的 AC 间接入检流计，BD 间接入电源，电桥平衡时，Rx=？ 答：和原来一样。 3、简述箱式电桥测电阻的步骤。 答：接入 Rx 未知电阻，调整 R1/R2 为合适比例后，调整 R3 至电流表读数为 零，根据公式可算出 Rx 数值。 4、电桥由哪几部分组成？电桥平衡的条件是什么？ 答：电桥的组成有 4 个电阻、工作电源、检流计和开关。当支路无电流通过 时，电桥达到平衡。电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。电阻 R1，R2，R3， R4 叫做电桥的四个臂，G 为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。当 G 无 电流通过时，称电桥达到平衡。
75000
R1
100 300 500 100 200
300
100 200 300
100
100
100
R2 100 100 100 100 100
100
100 100 100 1000 2000 3000
R3 51.1 153.4 255.6 198.9 397.8 596.9 2980 5960 8940 7779 3899 2599
计算方法为 RX

R2 R1
R3 。
2、箱式直流单臂电桥
如果将图 1 中的三只电阻(R3、R1 及 R2)，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 3
所示。它的原理与图 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 R2 / R1 的比值设计成如下七个 10 进位的数值：0.001，
RX 51.1 51.13 51.12 198.9 198.9 198.96 2980 2980 2980 77790 77980 77970
RX
51.12
198.92
2980
77913.32
①51Ω
A SR
3
(RX RX )2
i 1
31
0.01581
B 0.1
2A 2B 0.10124
RX 198.92 0.10583
③3000Ω
A SR
3
(RX RX )2
i 1
31
24.4949
B 0.1
2A 2B 24.4951
r

RX

2A 2B 0.8220％ RX
RX 2980 24.4951
九、附上原始数据
（原始数据附于下一页）
二、 实验目的
1、掌握电桥测电阻的原理和方法。 2、了解减小测电阻的误差的一般方法。
三、 实验原理
1、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 1 所示。标准电阻 R3、R1、R2 和待测电阻 RX 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 KE 和 KG 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 R3、R1 和 R2 的大小， 可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流 IG = 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 I1 和 I2，由欧姆定律得：
I1RX I2 R1 I1R3 I2 R2 两式相除得：
RX R1 R0 R2 上式称为电桥的平衡条件。由上式得：
RX

R1 R2
R0
即待测电阻 RX 等于 R1/R2 与 R3 的乘积。通常将 R1/R2 称为比率臂，将 R3
称为比较臂。
本次实验中采用箱式直流单臂电桥测电阻。比值与原理中的公式稍有不同，
④75000Ω
A SR
3
(RX RX )2
i 1
31
106.9268
B 0.1
2A 2B 106.92681
r

RX

2A 2B 0.13724％ RX
RX 77913.32 106.92681
七、 误差分析
1、检流计灵敏度可导致偶然误差增大。 2、导线电阻可使测量值偏大或偏小,跟电路中电阻分布有关,属系统误差。 3、待测电阻两端接触电阻均可造成测量结果偏大。 4、接头处多次使用接触不良。 5、电阻接入电路后发热影响电阻阻值。
班级：食品学院食品科学与工程 141 班 上课班级：生命科学学院生物科学类 165 班 学号：5000414080 姓名：黄素君
惠斯登电桥
一、 引言
惠斯登电桥是一种常用的电学仪器。它可以用来测量电阻、电容、电感等电 学量，还可以通过参量对温度、压力等非电学量进行测量。箱式惠斯登电桥还具 有测量方便、操作简单、测量精确和便于携带等优点。电桥电路广泛应用于工业 生产和自动控制系统。
0.01，0.1，1，10，100，1000，旋转比率臂旋钮即可改变 R2/R1 的比值；面板右
边是比较臂 R3 (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 RX 接在
X1 和 X2 接线柱之间。
当电桥平衡时，待测电阻：
r

RX

2A 2B 0.198％ RX
RX 51.12 0.10124
②200Ω
A SR
3
(RX RX )2
i 1
31
0.03464
B 0.1
2A 2B 0.10583
r

RX

2A 2B 0.0532％ RX
RX

R2 R1
R3
B0 是仪器内部电源 E(4.5V)的按钮开关，G0 和 G1 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。
四、 实验仪器
线式电桥板、电阻箱、滑线变阻器、检流计、箱式惠斯通电桥、待测电阻、 低压直流电源。
五、 实验步骤
1、标准电阻 N R 选择开关选择“单桥”档。
2、工作方式选择“单桥”档。
3、电源选择开关建议按有效量程选择 6v 的工作电源电压。
4、G 开关选择“G 内接”。
5、根据 RX 估计值，设置好 R1、R2、R3 的值，将未知电阻接入 RX 接入
端。
6、打开仪器市电开关、面板指示灯亮。
7、建议选择毫伏表作为仪器检流计，释放“接入”键，量程置于“2mV”档，
调节“调零”电位器，将数显表调零。调零后将量程转入 200mV 量程，接下“接入”
键，也可以选择微安表作为检流计。
8、调节 R3 各盘电阻后，粗平衡后，可以选择 20mV 或 2mV 档，调节 R3
使电桥平衡。
9、按下式计算被测电阻值：
RX

R2 R1
R3 。
六、 实验数据及处理
51
200
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3000