用惠斯登电桥测电阻ppt课件

• 惠斯登电桥是最常用的 直流电桥。当B、D两点 间电势不等时，有电流 通过检流计，电桥不平
衡。调节 R S ，使检流计
中电流为零( I G =0)，此 时B、D两点间电势相等， 电桥达到平衡，于是
有 I1R1 I2R, 2
I1Rx I2Rs
I1R1 I2R2 I1Rx I2Rs
Rx
R1 R2
• 为了测量方便，箱式电桥上、比例系数 C= R1/R2取成固定比率(倍率)。测量时 先确定C，然后调节Rs使电桥平衡，由 公式Rx= CRs得到测量结果。
【实验内容及步骤】
• 一．用自组电桥测电阻 • 1．合理布置仪器，按线路图接线，打开
工作电源，调输出电压为5.0V。
• 2．取R1::R2=1:1，用万用表粗测Rx值 ( RX ≈20Ω)，调 Rs≈Rx，并使Rn阻值最 大。接通电源，合闸刀K1，用万用表检 测AB和AD两电压，调Rs使之约等；点 按检流计电计钮，调Rs使电桥平衡(检流 计无电流通过)。调Rn阻值最小，合闸刀 K0(使保护电阻短路)，再次点按检流计 电计钮，微调Rs使电桥完全平衡，记Rs 的示值（即Rx值）。
1
R
称为
2
比例臂。R S 为比较臂。
R X为待测臂。当BD两点
பைடு நூலகம்
电势相等时，灵敏电
流计G中无电流通过。
=0.指针I G不偏转，称为
电桥平衡。否则电桥
不平衡。
• 由于电桥采用待测电阻与标准电阻 相比较的方法。而制造较高精度的 标准电阻并不困难。同时，灵敏电 流计只用来判断有无电流，只要有 足够的灵敏度即可。不存在接入误 差。因此，用电桥测电阻准确度高， 这是电桥测电阻的主要优点。
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— 10 6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
粗测待测电阻的阻值，并调Rs≈Rx，以 保护检流计。
• 3．自组电桥Rn 调大是减小电流降低G 的灵敏度并保护G，由大调小是经过一 次粗调后提高G的灵敏度。
• 4．自组电桥测量中交换R1和R2是为了消
除比例臂电阻不等值的测量误差，第一次
• 4. 取R1::R2=1:2, 用万用表粗测Rx值 ( RX ≈20Ω 0)，重复2、3步骤，求出第二个待 测电阻。
• 二．用箱式电桥测电阻
• 1．将电桥上检流计（G）的联接片从“内 接”换到“外接”,用万用表粗测待测电阻 Rx的阻值，并将Rx接入电桥回路。
• 2．选择适当的倍率(C)，粗调四个刻度盘 (Rs)与Rx约等，按下B和G健，微调刻度盘， 使检流计指针为零。此时，电桥达到平衡， 记下Rs的示值和C值。
【实验仪器】
旋转式电阻箱，检流计，滑
线变阻器，比例电阻盒，待
测电阻盒，开关，直流稳压
电源。
QJ-23型箱式电桥
【实验原理】
• 如果将待测电阻Rx与标准电阻并联到电
源上，如图（1）所示，则有：IDRx =IBRS
• ，即 RX=IBRS ID
•图（1）
• 如果两支路的电流 I D 、I B 和标准电阻的
• 检流计的误差公式：
‘仪
0.2CRs n
，式
中C为倍率，ΔRs为电桥平衡后刻度盘示值
的微小改变量；Δn为改变ΔRs后检流计指
针偏离平衡位置的格数。根据箱式电桥的
不确定度公式，求出各自的不确定度，并
写出结果表达式。
【实验教学指导要点】
• 1．自组电桥接线时，应先接四个桥臂，
再接桥支路，最后接入电源。 • 2．用电桥测电阻之前，必须先用万用表
• 3．交换R1与R2的位置，重复步骤2，记下 示值R’s，并根据公式 Rx Rs Rs' 求出待测 电阻。由自组电桥不确定度公式计算Rx的 不确定度 U ，写出结果表达式。电阻箱误
R x
差公式 仪 R s % 0 .0N 0 1 5 ，式中α为电
阻箱准确度等级，Rs为测量时电阻盘示值， N为测量时实际使用的电阻盘个数。
阻值 R S
已知，则可求出
R
。这是从数学
X
表达形式上看。如果从物理实验方面看，
要 是用I D上、式I B求怎样R X测。？还若必用须电解流决表两测个则问不题可：避一
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 R X 、R S 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
Rs
CRs
此式即为本实验的测量
公式。式中C= R1/R2称
为比例系数
• 由测量公式知，当电桥平衡时，四个
桥臂的电阻间有一个简单的关系：两相 对桥臂电阻的乘积相等。
• 显然，Rx可由标准电阻R1、R2 和Rs 求得，与电源的电压无关。所以，电桥测 电阻实质上是比较测量法。由于标准电阻 有很高的精确度，因而用电桥测电阻也有 很高的精确度。
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。
• 3. 在电桥达到平衡基础的上微微改变刻度 盘示值, 使Rs改变为Rs+ΔRs, 观察检流计指 针的偏转情况, 记下检流计指针偏离平衡位 置的格数和ΔRs。
• 4．待测电阻板由2个电阻组成，重复1、2、 3步骤分别测出每个电阻及其串联和并联情 况下的四个阻值。
• 5．箱式电桥误差公式：仪100CRs R 100， 式中α为电桥准确度等级；Rs为测量时刻度 盘示值； R0称为基准值，随测量范围变化， 定义为各量程内最大的10的整数幂。
桥解决了以上两个问题。
他在AB和AD之间用标
准电阻 R1 R2代
替 IB ID 。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)。
图(2)
• 由于检流计在BD支
路像“桥”一样架于
BD之间。故称为 电
桥。R 1、R 2 、R S、R X称
为四个桥臂。R