4-实验四 惠斯通电桥测量中值电阻
惠斯登电桥测电阻
实验4—13 惠斯登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，它不仅可以测量许多电学量，如电阻、电容、电感等，而且配合不同的传感器，还可以测量很多非电学量，如温度、压力、位移等，因此，它在自动检测和自动控制领域具有广泛的应用。
电桥的种类很多，本试验使用惠斯登电桥测量中值电阻，并研究热敏电阻器的阻值与温度的关系特性。
【实验目的】1. 掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和方法。
2. 了解热敏电阻的特性。
【实验原理】1. 惠斯登电桥惠斯登电桥又叫单臂电桥，是一种利用比较法精确测量中值电阻的方法，也是电学中一种很基本的电路连接方式。
惠斯登电桥有板式电桥和箱式电桥两种。
箱式电桥便于携带，但是它的线路是在箱子的内部，并且集成度高，不便观察。
而板式电桥又叫学生型电桥，它能简单而又直观地反映电桥线路的特点，便于观察并且适合手工操作。
图4-13-1惠斯登电桥基本电路如图4-13-1所示,A R 、B R 、S R 、x R 为四个电阻(其阻值分别为A R 、B R 、S R 、x R )，联成四边形，每一边称为电桥的一个桥臂；对角A 和C 与直流电源相连，B 和D 之间连接一个检流计，用来检验其间有无电流流过。
显然，当B 和D 的电势相等时，检流计中无电流流过，此时称为电桥平衡。
由欧姆定律可知，当电桥平衡时x A B SR R R R 。
上式大学物理实验110 就是惠斯登电桥的平衡方程。
若已知A R 、B R 、S R ，即可根据此方程求出待测电阻x R 。
(L 1)(L 2)图4-13-2板式惠斯登电桥电路如图4-13-2所示，AC 之间是一根粗细均匀的金属丝，由于检流计接在BD 之间，将这根金属丝分成了两段，而这两段金属丝的电阻比值就等于他们的长度比值，即1122R L R L =。
当然这只是理想的情况，因为金属丝经过较长时间的使用以后，其各个部分的直径发生了变化，如果仍然认为1122R L R L =，就会给实验结果带来一定的系统误差。
用惠斯通电桥测量中值电阻
4.实验误差
① 交换法(互易法)减小和修正自搭电桥系统误差
当R2=R3时,将平衡电桥中的R2、R3互换,调节R4使G无电流,此 时的R4记为R4反，则有：
R1(Rx )＝R R32R4＝CR4
R4＝R4正R4反
1.电桥平衡的条件是什么？ 2.电桥灵敏度与哪些因素有关？如何提高灵
敏度？灵敏度是否越高越好？
谢谢观赏
勤能补拙，学有成就！
2021/11/10
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这样就消除了R2、R3造成的误差，这种方法称为交换法。
{实验仪器
待测电阻，滑线电阻，电阻箱，检流计，电源， 直流单臂电桥
使用时应注意： 1.在使用前，注意机械调零 2.检流计在使用时，要密切关
注指针不能偏转太大！
{实验内容与步骤
1. 自组惠斯通电桥测中值电阻
R1(Rx)
① 按图接线； ② 预置：E=3V，C=1(R2=R3=1kΩ), R1=R4; ③ 按照先粗后细的方法，逐步逼近，调节
1. 惠斯通电桥的结构
B
R1(Rx)
I1
A
G
I2
R4
D
R2
桥 臂： 四个电阻 R1(Rx)、R2、R3 和 R4
C工作电源：E
E
K
图1 惠斯通电桥结构图
2. 惠斯通电桥测量电阻的物理思想
R1(Rx)
一般情况： 当闭合K时，G中有电流 电桥平衡时：当闭合K时，G中无电流
在平衡情况下,由于检流计中无电流 通过，B、D两点的电势相等
R4，使检流计指数为0，记下R4正 ； ④ 然后改变R4，使检流计指针左右偏5小格，
4-实验四 惠斯通电桥测量中值电阻
【注意事项】
仪器面板上所标 B 是电源开关按钮，实验中不要将此按钮按下锁住，以避免电流热效应引起 电阻阻值改变，并防止电池很快耗尽。G 是检流计开关按钮，一般只能跃按，以避免非瞬时过载 而引起检流计损坏。
【参考文献】
[1] 成正维. 大学物理实验. 北京: 高等教育出版社, 2002
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北方民族大学 基础物理实验中心
北方民族大学 基础物理实验中心
大学物理实验指导书
实验四
惠斯通电桥测量中值电阻
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 于测量中值电阻。
Rx
R1 Rs R2
（1）
其中 R1/R2 称为比率臂。若比率臂与比较臂值 Rs 均为已知，则可算出 Rx 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 Rx 的改变量为△Rx，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 Rx 的改变而引起检流计 G 指针的偏转 所引起的△n 与 Rx 的相对改变量△Rx/Rx 的比值称为电桥相对灵敏度 S，即：
注：1.参考条件即检定本仪器的测试条件，用以判别合格与否；标称使用条件下的允差是指仪器 在二个极限值时，仪器准确度允许变化的数值。 2.Elim 为基本误差允许的误差极限：
实验四 惠斯通电桥测电阻
实验 惠斯通电桥测电阻实验目的（1）掌握惠斯通电桥的基本原理。
（2）学会自组惠斯通电桥测电阻。
（3）了解提高电桥灵敏度的几种途径。
实验仪器ZX21电阻箱、检流计（或数字电压表）、滑线变阻器、待测电阻、直流稳压电源、导线。
实验原理 （惠斯通电桥原理）惠斯通电桥就是一种直流单臂电桥，适用于测中值电阻，其原理电路如图1所示。
将R 1、R 2、R 3、R 4四个电阻连成四边形，再将它的相对顶点分别接上电源E 和检流计G ，便构成一个惠斯通电桥。
通常把四边形的四个边叫做电桥的四个“臂”，把接有检流计G 的对角线叫做“桥”。
桥的作用是将它两个端点B 、D 处的电位直接进行比较。
通常因各电阻值是任意的， 故B 、D 两个点的电位一般 不等，检流计G 中有电流通过。
若调节电阻到合适阻值时，可 使检流计中无电流流过，即B 、D 两点的电位相等，这时称为“电 桥平衡”。
电桥平衡，检流计中无电流 通过，相当于无BD 这一支路， 故电源E 与电阻1R 、R 2可看成一 分压电路；电源E 与电阻R 3、R 4可看成另一分压电路。
若以C 点为参考，则D 点的电位D V 与B 点的电位B V 分别为221B R R R EV +=343D R R R E V +=(1) 因电桥平衡时B D V V =故解上面两式可得3421R R R R = 上式叫做电桥的平衡条件，它说明电桥平衡时，四个臂的阻值间成比例关系。
如果x R 为待测电阻，则有x R R R R R ==4321 由（3）式可知，当电桥达到完全平衡时，所测阻值x R 的准确度仅由（2）（3）图1惠斯通电桥原理R 2、R 3、R 4的准确度决定。
因2R 、R 3、R 4可使用准确度较高的标准电阻箱提供，故只要选用灵敏度较高的检流计或数字电压表来判定电桥的平衡，所测得的x R 值将比用伏安法测量要精确得多。
测量电阻时，通常是选取2R 、R 3的电阻使成简单的整数比(如1:1，1:10，10:1等)并固定不变，然后调节R 4使电桥达到平衡。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的与原理1.1 实验目的本次实验的主要目的是通过惠斯通电桥测量电阻，了解电桥的基本原理和应用，掌握测量电阻的方法和技巧。
通过实验加深对电路理论知识的理解，提高动手实践能力。
1.2 实验原理惠斯通电桥是一种基于基尔霍夫电压定律的精密测量电阻的电路。
它由四个电阻组成，分别为R1、R2、R3和R4,其中R1和R3相等，R2和R4相等。
当电源接通时，电路中会产生一个电势差，使得桥臂上的电压相等。
根据基尔霍夫电压定律，我们可以得到以下方程：(V1 V2) / R1 = (V3 V4) / (R2 R3)解这个方程，我们可以得到未知电阻Rx的值。
需要注意的是，由于电源内阻、导线电阻等因素的影响，实际测量时需要进行一定的校正。
二、实验器材与方法2.1 实验器材本次实验所需的器材有：惠斯通电桥电路、电源、万用表、导线等。
其中，惠斯通电桥电路由四个电阻组成，电源为直流电源，万用表用于测量电压和电阻，导线用于连接电路。
2.2 实验方法1) 将惠斯通电桥电路按照图示连接好，注意连接处要接触良好，防止短路现象的发生。
2) 打开电源开关，调节电源电压，使其处于合适的范围。
通常情况下，电源电压应保持在5V左右。
3) 用万用表分别测量桥臂上的电压，记录下测量结果。
由于电源内阻和导线电阻的影响，我们需要进行一定的校正。
具体方法如下：a) 将万用表的量程调整为电压档位，选择合适的量程。
例如，如果测量范围为0-10kΩ，则将量程设置为0-10kΩ。
b) 用万用表测量R1和R2之间的电压V1和V2,记录下测量结果。
同样地，测量R3和R4之间的电压V3和V4,记录下测量结果。
c) 根据上述测量结果，计算出桥臂上的总电压V:V = V1 + V3 = V2 + V4。
d) 接下来，用万用表测量未知电阻Rx与其他已知电阻之间的电压差分压，例如：URx = (Vx V1) / (Rx R1),UR4 = (V4 V3) / (R4 R3)。
惠斯通电桥测电阻——实验报告
实验十五惠斯通电桥测电阻实验目的1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。
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实验器材1．箱式惠斯通电桥（QJ23型）、2．电阻箱（ZX21型两只，ZX36型一只）、3．电阻板、4．检流计、5．滑线变阻器、6．直流稳压电源。
实验原理电桥法测量是一种很重要的测量技术。
由于电桥法线路原理简明，仪器结构简单，操作方便，测量的灵敏度和精确度较高等优点，使它广泛应用于电磁测量，也广泛应用于非电量测量。
电桥可以测量电阻、电容、电感、频率、压力、温度等许多物理量。
同时，在现代自动控制及仪器仪表中，常利用电桥的这些特点进行设计、调试和控制。
电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。
直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥，单臂电桥又称为惠斯通电桥，主要用于精确测量中值电阻。
双臂电桥又称为开尔文电桥，主要用于精确测量低值电阻。
本次实验主要是学习应用惠斯通电桥测电阻。
1．惠斯通电桥的线路原理惠斯通电桥的线路原理如图１５－1所示。
四个电阻R1，R2，R x和R S联成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂，其中：R1，R2组成比例臂，R x为待测臂，R S 为比较臂，四边形的一条对角线AC中接电源E，另一条对角线BD中接检流计G。
所谓“桥”就是指接有检流计的BD这条对角线，检流计用来判断B，D两点电位是否相等，或者说判断“桥”上有无电流通过。
电桥没调平衡时，“桥”上有电流通过检流计，当适当调节各臂电阻，可使“桥”上无电流，即B，D两点电位相等，电桥达到了平衡。
此时的等效电路如图１５－2所示。
根据图１５－2很容易证明sx R R R R =21s21x R R R R ⨯=（１５－１）此式即电桥的平衡条件。
如果已知R 1，R 2，R S ，则待测电阻R x 可求得。
设式(１５－1)中的R 1／R 2=K ，则有R x =K ·R S （１５－２）式中的K 称为比例系数。
惠斯通电桥测中值电阻
U C B = U DB
E = 5V
K
电桥平衡
R1 Rx = Rb = K Rb R2
（K：比率值） ：比率值）
R 1 , R 2 : 比例臂； R b : 比较臂；
2.电桥的灵敏度 电桥的灵敏度S: 电桥的灵敏度
R x : 待测臂。
a S = VR b Rb
Rx
和
(a = 0.3d iv)
3.用交换法减小系统误差 用交换法减小系统误差 将电源A,B交换，则 交换， 将电源 交换
R b 1R b 2
1
2KW
S = a VR b Rb
0.3
vx =
骣 Rb ÷ V ÷ + v 2 R ÷ 桫 ÷
b
2
R = R x v x
2.箱式电桥测电阻 箱式电桥测电阻
Rx
Rx
K
Rb
R x = K Rb
20W
10- 2
200W
10- 1
【实验仪器】 实验仪器】
电阻箱 定值电阻 待测电阻 指针式检流计 稳压电源 开关 箱式惠斯通电桥
Rx
A
C
Rb
Rg
B
【实验原理】 实验原理】
1.惠斯通电桥的工作原理 惠斯通电桥的工作原理 AB电源线；CD测量线。 电源线； 测量线 测量线。 电源线
R1
G
D
R2
Rb Ig = 0
调
U AC = U AD
惠斯通电桥测中值电阻
【实验目的】 实验目的】
1.学习惠斯通电桥的工作原理和电路结构； 学习惠斯通电桥的工作原理和电路结构； 学习惠斯通电桥的工作原理和电路结构 2.掌握正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法； 掌握正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法； 掌握正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法 3.理解电桥灵敏度的概念，学习使用交换法减小测量误差。 理解电桥灵敏度的概念，学习使用交换法减小测量误差。 理解电桥灵敏度的概念
惠斯登电桥测量中值电阻物理实验报告
惠斯登电桥测量中值电阻物理实验报告实验名称：惠斯登电桥测量中值电阻摘要：本实验使用惠斯登电桥测量了一个未知电阻的中值电阻。
通过调整电桥的各个参数，使得电桥平衡，从而确定未知电阻的值。
实验结果表明，测量得到的未知电阻与理论值接近，实验结果较为准确。
引言：电桥是一种常用的电阻测量仪器，它基于电桥平衡原理来进行测量，具有较高的精度和准确性。
而惠斯登电桥是最常用的电桥之一、本实验旨在借助惠斯登电桥，测量一个电阻的中值电阻，并与理论值进行对比，从而验证惠斯登电桥的准确性。
材料与方法：1.实验仪器：惠斯登电桥，电压源，待测电阻。
2.连接电路：依次将电压源，电桥和待测电阻连接起来，保持电路的闭合。
3.调整电桥：通过调节电桥的各个参数，使得电桥平衡。
4.记录测量数据：记录平衡条件下的各个参数数值。
5.计算未知电阻值：根据平衡条件和已知参数的数值，计算未知电阻的值。
结果与讨论：经过实验测量，我们得到了以下数据：已知电阻R1=100Ω，已知电阻R2=200Ω，已知电阻R3=300Ω，未知电阻Rx=250Ω。
使用惠斯登电桥测量未知电阻，调整电桥的各个参数，最终使得电桥平衡。
平衡条件下，我们记录到V1=2V，V2=3V，V3=4V，V4=6V。
根据惠斯登电桥的平衡条件，我们可以得到以下公式：(V1/V2)=(R1/Rx)(V3/V4)=(R3/R2)将已知值代入上述公式，我们可以计算出未知电阻Rx的理论值为：Rx=(V1/V2)*R1=(2/3)*100=66.67Ω实验测量得到的未知电阻值为Rx=250Ω。
与理论值进行对比，计算相对误差：误差=(测量值-理论值)/理论值*100%=(250-66.67)/66.67*100%=274.53%从计算结果可以看出，实验测量得到的未知电阻值与理论值相差较大，误差较大，相对误差为274.53%。
可能由于电桥的参数调节不够精确，或者电桥本身有一定的系统误差导致。
结论：本实验使用惠斯登电桥测量了一个未知电阻的中值电阻，测量结果与理论值相差较大，误差较大。
惠斯通电桥测中值电阻实验步骤
惠斯通电桥测中值电阻实验步骤一、实验目的本实验旨在通过使用惠斯通电桥测量电阻的方法，确定电阻的中值。
二、实验原理惠斯通电桥是一种用来测量电阻值的仪器，它利用电流的分压和电势差的比较来确定待测电阻的值。
电桥的基本原理是根据电流和电势差的关系，通过调节电桥上的电阻，使电桥平衡，从而得到待测电阻的中值。
三、实验器材1. 惠斯通电桥2. 待测电阻3. 电源4. 电压表5. 电流表6. 电阻箱四、实验步骤1. 将待测电阻连接到电桥的两边，确保电阻的连接正确无误。
2. 通过调节电阻箱上的电阻，使电桥的两个电压表读数相等。
3. 通过调节电源的电压，使电流表读数尽量接近满刻度，但不能超过满刻度。
4. 记录下电阻箱上的电阻值及电桥上的电压和电流的读数。
5. 通过调节电阻箱上的电阻，使电桥的两个电压表读数相等。
6. 通过调节电源的电压，使电流表读数尽量接近满刻度，但不能超过满刻度。
7. 记录下电阻箱上的电阻值及电桥上的电压和电流的读数。
8. 重复步骤5和6，直到得到一系列电阻值及其对应的电压和电流读数。
9. 将记录下来的数据进行处理，计算出电阻的中值。
五、实验数据处理将实验中记录下来的电阻值及其对应的电压和电流读数，根据电流和电势差的关系公式，计算出每个电阻值对应的电势差。
然后，根据电势差的大小确定电阻的中值。
六、实验注意事项1. 在实验过程中，要保证电路的连接正确无误，避免引起误差。
2. 在调节电源电压和电阻箱电阻时，要小心操作，防止电流过大或电压过高导致设备损坏或人身安全事故。
3. 在记录数据时，要准确读取电压表和电流表的读数，避免误差。
4. 在计算电阻的中值时，要使用准确的计算方法，避免计算错误。
七、实验结果及讨论根据实验数据处理的结果，得到待测电阻的中值。
通过与理论值进行比较，可以评估实验的准确性和误差大小。
八、实验总结通过本实验，我们学习了使用惠斯通电桥测量电阻的方法，并通过实验得到了电阻的中值。
实验过程中，我们注意了电路连接的正确性以及数据记录的准确性，确保了实验结果的可靠性。
惠斯通电桥测电阻_百度文库.
图5-2用自搭电桥测电阻
R x1
=∑=1
15i i x R =[代入数据]=_26.67Ω Rx2
=∑=125i i
x R =[代入数据]=_ 1579.98Ω
(2测电桥灵敏度
(3 Rx的不确定度计算
21
1' 2012010122221111 ( ( 3( ( 3(01
基于以上原则，在实验中建议采用的比例臂为：30欧姆时可采用1000/90000,此时R0取2700；1500欧姆时可采用10000/90000，此时R0取13500，这里取的都是整数，是为了计算方便。3.提高灵敏度的方法（1.）加大分压
（2.）选择直流检流计精度较高的档位（3.）选择合理的比例臂
数据处理中应注意：
安时，指针的偏转小于0.1格，我们就很难察觉出来。假设在电桥平衡后，把R 0改变一个量ΔR 0，电桥就应失去平衡，从而有电流I g流过检流计,但如果I g小到使检流计的偏转n ∆我们觉察不出来，我们认为电桥还是平衡的，因而得出R x =
(0021R R R R ∆+,但实际上R x =021
R R R，ΔR x就是由于检流计灵敏度不够而带来的测量误差, ΔR x =02
调节R 1、R 2和R 0，可使CD两点的电位相等，检流计G
指针指零（即I g =0），此时，电桥达到平衡。电桥平衡时，
U AC =UAD，U BC =UBD，即I 1R 1= I2R 2，I x R x = I0R 0。因为G中无电流，所以，I 1=Ix ,，I 2=I0,。上列两式相除，得：
21R R Rx R =（5-1）则Rx =02
大学物理实验惠斯通电桥测电阻实验报告
大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：惠斯通电桥一、实验目的：1.精确测量中高值电阻（单桥）2.掌握电桥测电阻的原理和方法二、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)。
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 1I 1 R 0 = I 2 R 2两式相除，得102X R R R 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。
三、实验仪器：箱式直流单臂电桥，导线若干，待测电阻。
四、实验内容和步骤：1.将R N 及功能选择档均选择为“单桥”。
惠斯登电桥测量中值电阻实验报告
惠斯登电桥测量中值电阻实验报告一、实验目的1、掌握惠斯登电桥测电阻的原理和方法。
2、学会使用箱式电桥测量中值电阻。
3、了解电桥灵敏度的概念，学习测量电桥的灵敏度。
二、实验原理惠斯登电桥是一种用于精确测量电阻的仪器。
它的基本原理是利用电桥平衡时，对桥臂电阻之间的关系进行计算，从而得出待测电阻的值。
电桥平衡的条件是：通过检流计的电流为零，即 B、D 两点的电位相等。
此时，有以下关系式成立：＼＼frac{R_1}｛R_2} ＝＼frac{R_x}｛R_0}＼其中，＼（R_1\）、＼（R_2\）为已知电阻（比例臂），＼（R_x\）为待测电阻，＼（R_0\）为可调电阻（比较臂）。
通过调节\（R_0\）的值，使电桥达到平衡，即可根据上述公式计算出\（R_x\）的值。
电桥的灵敏度定义为：当电桥平衡后，改变某一桥臂电阻，引起检流计指针偏转的程度。
电桥灵敏度越高，测量结果越准确。
三、实验仪器1、箱式惠斯登电桥。
2、待测电阻。
3、检流计。
4、直流电源。
5、导线若干。
四、实验步骤1、熟悉箱式电桥的面板结构和各旋钮的功能。
2、将待测电阻接入电桥的待测端。
3、估计待测电阻的阻值范围，选择合适的比例臂\（R_1\）和\（R_2\）。
4、调节比较臂\（R_0\），使检流计指针接近零位。
5、逐渐微调\（R_0\），使检流计指针指零，此时电桥达到平衡。
记录\（R_1\）、＼（R_2\）和\（R_0\）的值。
6、改变比例臂和比较臂的值，重复测量多次，求平均值以减小误差。
7、测量电桥的灵敏度：在电桥平衡后，改变比较臂\（R_0\）的值（如改变一个最小刻度），记录检流计指针的偏转格数，计算电桥的灵敏度。
五、实验数据记录与处理｜测量次数｜＼（R_1\）｜＼（R_2\）｜＼（R_0\）｜＼（R_x ＝＼frac{R_1}｛R_2}R_0\）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ 2 ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ 3 ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜平均值：＼（R_x ＝＼frac{R_{x1} ＋R_{x2} ＋R_{x3}｝｛3}＼）计算电桥的灵敏度\（S\）：＼S ＝＼frac{＼Delta n}｛＼Delta R_0}＼其中，＼（＼Delta n\）为检流计指针偏转格数，＼（＼Delta R_0\）为比较臂电阻的改变量。
大物实验
用惠斯登电桥测量的电阻是中值电阻惠斯登电桥测量电阻实验中(见教材图4-11-1)，电桥平衡的判据是I=0在自组惠更斯电桥实验中，与检流计串联的电位器Rb的主要作用是保护检流计惠斯登电桥实验中，改变电路的电流方向是为了消除电路中的寄生电势的影响使用检流计时若使用中指针在某一位置左右不停的摆动，只需按一下“短路”按钮，指针便可止动。
使用检流计时将小旋钮拨向白色圆点位置，此时指针可自由摆动，转动零位调节器将指针调到零点。
使用检流计时当指针偏转不超过标尺范围时，可把“电计”按钮锁定，再调整电路，使检流计指针指零。
使用检流计时将接线端钮接入电路内，如要考虑指针的偏转方向，就要注意接线端钮“＋”、“一”的接法。
当接有检流计的电路偏离平衡较远时，检流计的“电计”按钮，按下后应立即松开，以防大电流烧坏检流计。
当电桥平衡时，若任意臂电阻r有一个增量Δr，平衡条件被破坏，电流计偏转格数Δα，则电桥灵敏度S为S=Δα/(Δr/r)ZX21型电阻箱的准确度等级为х1000档，0.1%；х100档，0.5%；х10档，1%；х1档，2%；х0.1档，5%，当电阻箱取值3883.6 时，则其误差为8Ω使用检流计时按下“电计”按钮，检流计即被接入电路，若检流计指针偏转大，偏转速度快，应立即松开“电计”按钮，以防过大电流烧毁检流计。
电阻箱的额定功率指每个步进值的功率，即每个档位单位电阻的功率。
错误小旋钮在红色圆点处时，可通电，也可转动零位调节器。
使用检流计时若使用中指针在某一位置左右不停的摆动，只需按一下“短路”按钮，指针便可止动。
用惠斯登电桥可精确测量10--10Ω范围的电阻。
ZX21型电阻箱的准确度等级为х1000档，0.1%；х100档，0.5%；х10档，1%；х1档，2%；х0.1档，5%，当电阻箱取值883.6 时，则其误差为5Ω惠斯登电桥实验中，换臂是为了消除电桥的不等臂误差。
由额定功率计算额定电流的公式为其中，P为电阻箱的额定功率，R为所选用的档位的单位电阻。
惠斯通电桥测中值电阻-精选文档
【实验目的】
1.学习惠斯通电桥的工作原理和电路结构； 2.掌握正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法； 3.理解电桥灵敏度的概念，学习使用交换法减小测量误差。
【实验仪器】
电阻箱 定值电阻 待测电阻 指针式检流计 稳压电源 开关 箱式惠斯通电桥
R
A
x
C
R
g
R
b
【实验原理】
1.惠斯通电桥的工作原理 AB电源线；CD测量线。
【实验内容】
1.自组式电桥测电阻 检流计G
R
x
R
b
:六位电阻箱； R g
：四位电阻箱 。
KW R R 5 0 0 WR x =2 1= 2=
Rg :1000W ? 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
E= 2 V
2K W
20W
200W
表1
自组电桥测电阻数据表
交换
R
x
R1 / R2
R
b1
a
R b ¢1
R
b2
Rx = Rb1Rb2
2K W
S =
1
3
a VR R
b1
Rx ® Rb
b
V Rx =
V Rx Rx
R= R ?V R x x g W W WW 贝g W W W ) 1 0(W) g Rx = eg Rx = (W
n
2.箱式电桥测电阻
(Rx : 2 0 W ,2 0 0 W )
箱式电桥测电阻数据表
表2
R
x
K
R
b
R R x =K b
B
R
2
R
1
G
D
调
实验报告实验名称用惠斯通电桥测量中值电阻实验时间2007年1月日
实 验 报 告【实验目的】1、 掌握惠斯通电桥测电阻的原理，学习自组惠斯通电桥测量电阻的方法；2、了解电桥灵敏度的概念。
【实验原理】1、 惠斯通电桥组成及平衡条件由三个可调节的标准电阻及一个待测电阻x R 组成四个桥臂。
适当调整各桥臂的电阻值，达到平衡时桥两端电位相等，0=G I 。
电桥平衡条件为:当R 、1R 、2R x R （比较法） 2、 滑线电桥电路及平衡条件刻度尺上固定着横截面积相同的导线，其长度对应电阻大小。
由长度之比及标准电阻可求得被测电阻x R 。
交换法消除系统误差为消除电阻丝不均匀所引起的系统误差，可保持21、l l 不变，交换0R 和x R 的位置，调整使电桥重新达到平衡，比较电阻的示值为012R l lR x '=。
两式联立，可得00R R R x '=。
x R 与21、l l 无关，只与比较电阻有关。
3、电桥灵敏度的定义 反映电桥对电阻相对变化的分辨能力。
通常用改变比较臂R 0来测定电桥的灵敏度。
【实验仪器】箱式电桥，电阻箱、滑线变阻器、直流检流计、直流稳压电源、万用电表、待测电阻。
【实验内容】1、 用滑线惠斯通电桥测定未知电阻（1） 按图示电路接线，0R 采用电阻箱，将滑线电阻R 的滑点F 放在中间,取1:1:21=l l 。
（2） 打开电源，根据x R 的标称值,调节0R ，直至电桥平衡，由021021R l l R R R R x ==计算x R 1。
（3） 保持21、ll 不变，交换0R 和x R 的位置，调整使电桥重新达到平衡，比较电阻的示值为012R l l R x '=。
00R R R x '=。
（4） 重复以上步骤，继续测量Rx 2，Rx 3，记录数据在表1中。
2、 用箱式电桥测定未知电阻（1） 用外接电源和灵敏电流计的“内接”接线柱，使用外部提供的电源V U 5.4=； （2） 按比率N ＝（x R 的数量级）×10－３选择适当比率K ，使测定电阻可以有四位读数；（3） 将x R 接到“x R ”接线柱上，仔细调节比较臂旋钮使检流计指零，得到 0KR R x = （4） 测定电桥的灵敏度。
惠斯通电桥测中值电阻和检流计灵敏度的测定
惠斯通电桥测中值电阻实验目的：（1）掌握惠斯通电桥测电阻的原理 （2）学会正确使用箱式电桥测电阻的方法（3）了解电桥灵敏度的概念及提高灵敏度的方法。
实验仪器：电阻箱、定值电阻、待测电阻、指针式检流计、稳压电源、箱式惠斯通电桥、HZDH-QJ23a 型直流电阻电桥 实验原理：1桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂，“桥”——检流计G 和工作电源E 。
在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G 。
电桥平衡的条件如下：惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。
b 、d 间接有灵敏电流计G 。
当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。
所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。
此时有U ab =U adU bc =U dc由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有 I 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =R 2R xC可得： 432R R R R x =一般把K R R =32称为“倍率”或“比率”，于是R x =KR 4。
要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。
2自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在一定的误差。
当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。
先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换，按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别有：432R R R R x ⋅='423R R R R x ⋅= 联立两式得： '44R R R x ⋅=由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
惠斯通电桥测中值电阻 实验报告
基础物理实验报告（预习报告）一、实验名称：惠斯通电桥测中值电阻 二、实验目的：1、掌握平衡电桥的原理——零示法与电压比较法2、学习用交换测量法消除系统误差3、学习灵敏度的概念，了解影响电桥灵敏度的因素4、掌握电学实验操作规程，严格规范操作5、学习测量电阻常用电学仪器仪表的正确使用（如惠斯通电桥、双臂电桥、电压表、电流表、检流计、滑线变阻器、电阻箱等）和箱式电桥仪器误差公式。
6、掌握测量电阻的基本方法，了解不同测量方法各自的适用条件并学习自己设计实验电路；测定高、中、低阻的阻值及线性、非线性电阻的伏安特性曲线。
三、实验仪器检流计、滑线变阻器、箱式电桥、电阻箱、直流稳压电源、待测电阻、导线、电键四、实验原理如图所示，惠斯通电桥由四个电阻和检流计组成，R N 为精密电阻，R x 为待测电阻。
接通电路后，调节R 1、R 2和R N ，使检流计中电流为零，电桥达到平衡。
易推得电桥平衡条件：通常称四个电阻为电桥的“臂”，接有检流计的对角线成为“桥”：称为比率或比率臂；R N 为标准电阻，称为比较臂；待测电阻R x 称为测量臂。
由于电桥平衡须由检流计示零表示，故电桥测量方法为零示法，此方法精度较高。
又由于电桥测电阻的过程是D 点电位与C 点电位进行比较（由示零器显示比较结果），经过调节R N 直到两点电压为零——电桥达到平衡的过程，电桥一旦达到平衡便可由三个已知电阻定出一个未知电阻。
测量过程即电压比较过程，故电桥测量又是电压比较测量。
主要优点：i 平衡电桥采用了零示法——根据示零器的“零”或“非零”的指标即可判断电桥是否平衡而不涉及数值的大小。
因此，只须示零器足够灵敏就可以使电桥达到很高的灵敏度，从而为提高测量精度提供了条件。
ii 惠斯通电桥实质是拿已知电阻和未知电阻进行比较，这种比较测量法简单而精确，如果采用精确电阻作为桥臂，可以使测量结果达到很高的精确度。
iii 由于平衡条件与电源电压无关，故可避免电压不稳造成的误差。
实验四惠斯通电桥测量中值电阻
实验四 惠斯通电桥测量中值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值电阻。
【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。
【实验原理】惠斯通电桥测电阻原理如图3 所示。
四个电阻R 1、R 2、R S 与Rx 联成一个四边形，每一个边作为电桥的一个臂，R 1、R 2 称为比率臂，R S 称为比较臂，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RS 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：s x R R R R 21= （1）其中R 1/R 2 称为比率臂。
若比率臂与比较臂值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：x x nS R R ∆∆= （2）【实验内容】1．用箱式惠斯通电桥测量待测电阻R x1、R x3 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。
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3.使用内附检流计时，短路片接在“外接”上；使用外接检流计时，短路片接在“内接”上。 4.依被测电阻大小，选择倍率、预调读数盘，被测电阻接入“Rx”。 5.按下“B”、“G”调节读数盘，使检流计指零。松开“B”、“G”，读数，被测电阻为：倍率×读 数盘值。 6.作十进制电阻器使用时，可从 G 下面的接线柱和 Rx 下面的接线柱取得。
S
Rx
n
Rx
（2）
【实验内容】
1．用箱式惠斯通电桥测量待测电阻 Rx1、Rx3 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 Rx 取 2000Ω 时的相对灵敏度，表达结果。
【实验仪器】
QJ23 型或 QJ23a 型直流电阻电桥（如图-1、图-2 所示） ，ZX21 型电阻箱，待测电阻若干，导线
注：1.参考条件即检定本仪器的测试条件，用以判别合格与否；标称使用条件下的允差是指仪器 在二个极限值时，仪器准确度允许变化的数值。 2.Elim 为基本误差允许的误差极限：
Elin
C RN X 100 10
公式中：C 为百分数表示的等级指数（表-1 中等级指数） 。RN 为所用的有效量程的基准值即为该 量程内的最大的 10 的整数幂（Ω） ，X 为十进制盘读数（Ω） 。 3.参考位置：仪器使用内附检流计时，面板应保持水平，用外接检流计时可随意。
-1-
基础性实验
惠斯通电桥测量中值电阻
两根。
图-1
QJ23 型直流电阻电桥
图-2
QJ23a 型直流电阻电桥
【实验步骤】
1．检查电桥设置，对于 QJ23a 型直流电阻电桥，将电源 B 的“内-外”拨动开关和检流计 G 的“内-外”拨动开关置于内接方式；对于 QJ23 型直流电阻电桥，打开电源开关，将检流计 G 的 中间接线柱与“外接”接线柱用金属片短路即可。 2．按下电源按纽 B，观察检流计指针是否指零，若不为零，调整检流计上方的调零旋钮使其 指零。 3．估计待测电阻 Rx1 的阻值（根据色环指示，或用万用表粗测） ，先选择好倍率 C 的取值， 然后预置电桥上的倍率转换开关和四个读数盘的读数（保证测量结果有四位有效字） 。 、 “G”按钮，调节 4．将待测电阻接至电桥的待测臂 Rx 上，采用跃按法，既先后按下“B” 读数盘，使检流计指零。 5．先后松开“G” 、 “B”按钮，记录读数。 6．重复步骤 2-5，测量六组数据。 7．用待测电阻 Rx3 替代 Rx1，重复步骤 2-6。 8．将电阻箱（置于 2000Ω 档）接入待测臂 Rx 处，调整倍率和读数盘使电桥平衡，检流计 指零，记录 Rx 的值。取 Rx 的改变量△Rx 分别为 2Ω、4Ω、6Ω、8Ω、10Ω，分别记录检流计 的偏转格数△n。 9．恢复仪器，整理实验器材、场地。
-4-
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大学物理实验指导书
7.从 Rx“上”接线柱和 G“下”接线柱可取得 四、注意事项
（K=-3～3）比例，亦可单独使用检流计。
1.测量感性元件电阻值时，先按下“B”，后按“G”，读数后先松“G”，后松“B”，防止检流计因 冲击而损坏。 2.电桥长时间不用时，取出内附电池。 3.贮存在温度为 5～35℃，相对湿度小于 80%，且无腐蚀性气体、无强振动、无尘、无露、无 阳光直射的环境。 4．在运输或搬动时，短路片接在“内接”上。 五、维护及其他 1.仪器应经常保持表面清洁。 2.如用内附电池时，发现灵敏降低等异常现象时，在及时更新，防止电池漏液。 3.检流计是本仪器的易损部件，要谨防过大的冲击和震动。 4.如遇产品质量问题，请直接与本厂联系，以便及早解决。
Rx
R1 Rs R2
（1）
其中 R1/R2 称为比率臂。若比率臂与比较臂值 Rs 均为已知，则可算出 Rx 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 Rx 的改变量为△Rx，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 Rx 的改变而引起检流计 G 指针的偏转 所引起的△n 与 Rx 的相对改变量△Rx/Rx 的比值称为电桥相对灵敏度 S，即：
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【注意事项】
仪器面板上所标 B 是电源开关按钮，实验中不要将此按钮按下锁住，以避免电流热效应引起 电阻阻值改变，并防止电池很快耗尽。G 是检流计开关按钮，一般只能跃按，以避免非瞬时过载 而引起检流计损坏。
【参考文献】
[1] 成正维. 大学物理实验. 北京: 高等教育出版社, 2002
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【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。
【实验原理】
惠斯通电桥测电阻原理如图 3 所示。四个电阻 R1、 RS 与 Rx 联成一个四边形， 每一个边作为电桥的一 R2 、 个臂，R1、R2 称为比率臂，RS 称为比较臂，Rx 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 RS 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J23 型直流电阻电桥(电子调零) 使用说明书
本产品按中华人民共和国专业标准“ZBY164-83 测量用直流电桥”制造。并采用此标准的技术 术语。本产品还符合国家标准“GB3903-83 测量用直流电桥”及国际标准“IEC564-77 测量用直流电 桥”。 一、用途 本电桥是携带方便用来测量 1Ω～9.999MΩ 直流电阻的专用仪器。利用面板上的接线柱又可 为9× （1000+100+10+1） Ω 十进制电阻器使用， 其四个读数盘的准确度分别为±0.1%、 ±0.1%、 ±1%、 ±2%。 二、主要技术指标 1.各量程主要参数如表-1 表-1 倍率 ×0.001 ×0.01 ×0.1 ×1 ×10 ×100 ×1000 有效量程(Ω) 1～9.999 10～99.9 100～999.9 1K～9.999K 10K～99.99K 100K～499.9K 499.9K～999.9K 1M～9.999M 1 2 5 20 20 0.5 15 6 0.2 0.2 各量程主要参数表 等级指数 内接检流计 2 外接检流计 2 4.5 电源电压（V）
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实验四
惠斯通电桥测量中值电阻
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 于测量中值电阻。
2．参考条件和标称使用条件如表-2 表-2 影响量 周围温度 相对湿度 电源电压 参考条件和允差 20±1.5℃ 40～60% 额定值 ±10% 参考条件和标称使用条件表 标称使用范围极限 20±15℃ 25%～75% 额定值 ±15% 标称使用条件下的允许变差 100%Elim 20%Elim 10%Elim
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基础性实验
惠斯通电桥测量中值电阻
4.仪器的绝缘电阻应大于 10MΩ。 5.仪器应能承受 50Hz 实际正弦波 500V 的试验。 6.内附检流计电流常数应小于 6× 7.内附电源为 2#干电池三节。 8.外形尺寸为 225×175×120mm。 9.重量为小于 2Kg。 三、使用方法 原张丝式检流计采用机械调零，改用电子式检流计后，采用电位器调零。 1.调零方法：装入 4.5V 电池后（注意电池极性） ，按下“B”调节表头上方的电位器，使指针指 “0”，松开“B”，指针有时会不在“0”，对使用无妨。 2.依被测电阻大小，选择合适的电源电压：Rx≤10KΩ 时用内附 4.5V 作电桥工作电源，将外 接电源“+”、“-”接线柱用短路片短路。Rx≥10KΩ 须外接电源电压，依表 1 要求去掉短路片，将外 接电源接入外接“+”、“-”接线柱上。 A/mm，阻尼时间小于 4 秒。