惠斯通电桥测电阻实验报告
惠更斯电桥测电阻实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除惠更斯电桥测电阻实验报告篇一: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:篇二:惠斯通电桥测电阻实验报告肇庆学院肇庆学院电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告班实验日期姓名:学号老师评定实验题目:惠斯通电桥测电阻实验目的:1.了解电桥测电阻的原理和特点。
2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3.测出若干个未知电阻的阻值。
1.桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R2和R3,比较臂R4,待测臂Rx),“桥”——平衡指示器(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Rg(滑线变阻器)。
2.电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(R2、R3、R4、和Rx)、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uab=uad,ubc=udc,IxI2由于平衡时Ig?0,所以b、d间相当于断路,故有I4=I3Ix=I2所以IxRx?I4R4I3R3?I2R2可得R4R2?R3Rx或Rx?一般把R2R3R2R3R4c?K称为“倍率”或“比率”,于是Rx=KR4要使电桥平衡,一般固定比率K,调节R4使电桥达到平衡。
3.自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂(R2和R3)电阻并非标准电阻,存在较大误差。
当取K=1时,实际上R2与R3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R4值,然后将R2与R3的位置互相交换(也可将Rx与R4的位置交换),按同样方法再测’一次得到一个R4值,两次测量,电桥平衡后分别有:Rx?联立两式得:Rx?R2R3?R4Rx?R3R2?R4R4?R4由上式可知:交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
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。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告实验目的1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法,2、理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义;3、熟悉电桥比率和比率电阻的选择原则。
实验仪器教学用非平衡电桥DHQJ-3、导线若干、待测电阻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。
对右图由欧姆定律得I1RX=I2R2I1R3=I2R1两式相除,得图1312R R R R x =即待测电阻R X 等于R 2/R 1与R 3的乘积。
通常将R 2/R 1称为比率臂,将R 3称为比较臂。
实验步骤:用箱式惠斯通电桥测电阻箱式桥是把电桥的各个元件,包括标准电阻箱、检流计、保护电阻、电源、开关等,装在一个箱子里,便于携带、使用方便.箱式电桥型号各异,本实验使用的DHQJ-3型直流单臂电桥,又叫惠斯通电桥,适用于测量100Ω以上的中值电阻。
具体情况如右图所示。
实验步骤如下:1.首先进行零点调节,当无电流通过检流计时,其指针应指向零点。
2.将待测电阻Rx 接在接线柱7、8之间,并用导线将接线柱1、2和2、3以及8、9之间短路.3.根据待测电阻阻值的大小,适当选择比率臂K 值(可参看倍率选择表)。
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(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几种方法二、实验仪器和用具滑线变阻器(1.9K)、电阻箱、检流计(AC15/4)、直流稳压电源、待测电阻,箱式电桥(QJ23、QJ24)、开关和导线。
三、实验原理惠斯通电桥可用于精确测量中等阻值(几十欧至几十万欧)的电阻。
电路图如图1KE、E、RE串联构成主干支路,R1、R2串联构成桥臂支路,R3、R4串联构成另一桥臂支路。
在b、d间用检流计作为桥梁,桥中电流由检流计检测。
当I G =0 ,则电桥达到平衡态由分压原理可得其中,R1称做(Rx)测量臂,R2、R4称做比例臂,R3称做比较臂。
四、实验步骤:一.用滑线式惠斯通电桥测量电阻R x①按照图1接好电路,并把滑动变阻器R0和电阻箱R t的阻值调到最大。
②用万用电表粗测R x的大小,或者由电阻标称值读出R x,然后选取R3,使其接近R x的数值。
③接通电源,将电键D由AC的中点向左边(或右边)稍稍移动,并快速按一下D键(一触即离),同时注意观察电流计指针的偏转方向。
然后把D键由AC线中点稍向相反方向移动,若此时按下电键D,电流计指针偏转与上一次不同,说明电路正常,可以进行测量。
④把电键D大约放在AC线的中点,改变比较臂R3,使电流计指针基本不偏转,然后把限流电阻R t,R0的阻值逐步调小到0。
⑤改变电键D的位置,使电桥达到平衡。
在米尺上读出l1与l2,然后断开电源。
(注意米尺可估读到0.01cm)⑥改变电源极性,重复⑤。
⑦将R x与R3的位置对调,重复⑤⑥。
⑧再略改变D点位置(基本保持在中点附近),也可略改变R3,重复⑤⑥⑦。
测出4-6组数据。
先分别算出R x,再算平均值和不确定度和百分误差。
二.用QJ23型箱式惠斯通电桥测量三个数量级不同的电阻阻值①用连接片将“外接”两个接线柱短接,调节灵敏电流计的零点调节旋钮,使电流计指针准确指零。
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)。
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。
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
班级信工C 班姓名铃 日期___2013.4.24__组别D学号_1111000048_ 指导教师___丽峰___【实验题目】用惠斯通电桥测电阻 【实验目的】1、掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻的原理;2、学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法;3、了解提高电桥灵敏度的几种方法;4、学会测量单电桥的灵敏度。
【实验仪器】QJ-23型箱式电桥,滑线电阻,转柄电阻箱(0〜99999.9Q),检流计,直流电源,待测电阻,开关,导线若干。
【实验原理】1.惠斯通电桥测量电阻的原理图5.1是惠斯通电桥的原理图。
图中R1、R2和R0是已知阻值的电阻,它们和被测电阻Rx 连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂。
和B 之间接电源E ;对角C 和D 之间接有检流计G,它像桥一样。
电源接通,电桥线路中各支路均有电流通过。
当C 、D 两点之间的电位不相等时,桥路中的电流IGW0,检流计的指针发生偏转;当C 、D 两点之间的电位相等时,“桥”路中的电流IG=0,检流计指针指零,这时我们称电桥处于平衡状态。
当电桥平衡时,科"出,*T=—jfO 两式相除可得到Rx 的测量公式宜a(5-1)电阻R1R2为电桥的比率臂,R0为比较臂,Rx 为待测臂。
只要检流计足够灵敏,等式⑴就能相当好地成立,被测电阻值Rx 可以仅从三个已知电阻的值来求得,而与电源电压无关。
由于R1、R2和R0可以使用标准电阻,而标准电阻可以制作得十分精密,这一过程相当于把Rx 和标准电阻相比较,因而测量的准确度可以达到很高。
2.电桥的灵敏度电桥平衡后,将R0改变△R0,检流计指针偏转^n 格。
如果一个很小的4四边形的对角 A 图5.1电桥原理图R0能引起较大的△口偏转,电桥的灵敏度就高,电桥的平衡就能够判断得更精细。
电表(检流计)的灵敏度勺是以单位电流变化量所引起电表指针偏转_An (5-2)若测量臂电阻Rx 改变一个微小量4Rx ,将定义为电桥灵敏度,即通(5—3) 但是电桥灵敏度不能直接用来判断电桥在测量电阻时所产生的误差,故用其5嚏相对灵敏度来衡量电桥测量的精确程度,即有((5—4)定义为电桥的相对灵敏度。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告
实验目的:
通过惠斯通电桥的测量,掌握电桥的原理和测量电阻的方法。
实验器材:
1. 惠斯通电桥
2. 直流电源
3. 电流表
4. 变阻器
5. 锰铜电阻丝
6. 手摇绕线器
7. 电阻箱
8. 其他小工具
实验原理:
惠斯通电桥是用电桥平衡法测量电阻值的一种常用仪器。
其原理是基于在均衡时,桥路电势差为零的原理。
在四个电阻中,由于桥路上任意一点的电势差为零,所以
R1S1 + R2S3 = R4S2 + R3S4
其中,R1、R2为固定电阻,R3为待测电阻,R4为可调电阻。
实验步骤:
1. 搭建惠斯通电桥,将电流表接在辅助臂上,调整可调电阻使电流表示数为零;
2. 调整可调电阻,使电流表示数为最小,这时测出的电阻值为未知电阻的阻值;
3. 将变阻器代替未知电阻,调整电阻箱的电阻值,直到电流表显示的数值为零;
4. 测量电流表的电流值I、电流表电动势E和总电阻值R,计算出待测电阻的电阻值R3。
实验结果:
我们测得辅助臂中电流为0时的可调电阻值为400Ω,转化为
基本电桥后,可求得待测电阻的电阻值为180Ω。
实际应用时应将
这个值与手动调节时的误差进行比较,以确定待测电阻的准确性。
实验结论:
本次实验通过惠斯通电桥的测量方法,成功测得了待测电阻的
电阻值。
此方法具有测量精度高、测量范围广、测量稳定等优点。
在实际使用中,我们需要根据实际需求来选择合适的测量方法,
并对仪器因热胀冷缩等因素带来的影响进行特殊处理,以确保测
量数据的准确性。
惠斯通电桥实验报告
云南农业大学 物 理 实 验 报 告实验名称:惠斯通电桥测量电阻一、实验目的(1)了解惠斯通电桥的构造和测量原理。
(2)掌握用惠斯通电桥测电阻的方法。
(3)了解电桥灵敏度的概念及其对电桥测量准确度的影响。
二、实验仪器滑线式电桥,箱式电桥,检流计,电阻箱,滑动电阻器,待测电阻,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,由已知阻值的三个电阻R 0、R 1、R 2和一个待测电阻R x 组成一个四边形,每一条边称为电桥的一个臂,在对角A 、B 之间接入电源E ,对角C 、D 之间接入检流计G 。
适当调节R 0、R 1、R 2的阻值,可以使检流计G 中无电流流过,即C 、D 两点的电势相等,电桥的这种状态称为平衡态。
电桥的平衡条件为1002x R R R KR R == (1)式中比例系数K 称为比率或倍率,通常将R1、R2称为比率臂,将R0称为比较臂。
2.电桥的灵敏度式(1)是在电桥平衡的条件下推导出来的,而电桥是否达到真正的平衡状态,是由检流计指针是否有可察觉的偏转来判断的。
检流计的灵敏度是有限的,当指针的偏转小于0.1格时,人眼就很难觉察出来。
在电桥平衡时,设某一桥臂的电阻是R ,若我们把R 改变一个微小量ΔR ,电桥就会失去平衡,从而就会有电流流过检流计,如果此电流很小以至于我们未能察觉出检流计指针的偏转,我们就会误认为电桥仍然处于平衡状态。
为了定量表示检流计的误差,我们引入电桥灵敏度的概念,它定义为nS R R∆=∆(2)式中,ΔR 为电桥平衡后电阻R 的微小改变量,Δn 为电阻R 变化后检流计偏离平衡位置的格数,所以S 表示电桥对桥臂电阻相对不平衡值ΔR /R 的反应能力。
3.滑线式惠斯通电桥滑线式惠斯通电桥的构造如图2所示。
A 、B 、C 是装有接线柱的厚铜片(其电阻可以忽略),A 、B 之间为一根长度为L 、截面积和电阻率都均匀的电阻丝。
电阻丝上装有接线柱的滑键可沿电阻丝左右滑动,按下滑键任意触头,此时电阻丝被分成两段,设AD 段的长度为L 1、电阻为R 1,DB 的长度为L 2、电阻为R 2,因此当电桥处于平衡状态时,有111000221x R L L R R R R R L L L ===- (3)式中,L 1的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出,R 0用一个十进制转盘式电阻箱作为标准电阻使用。
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1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。
2、学会使用箱式惠斯通电桥测量中值电阻。
3、了解电桥灵敏度的概念及提高电桥灵敏度的方法。
二、实验原理惠斯通电桥是一种用于精确测量电阻的电路。
它由四个电阻 R1、R2、Rx 和 Rs 组成,一个直流电源和一个检流计构成,如图 1 所示。
当电桥平衡时,检流计中无电流通过,B、D 两点电位相等。
此时有:\\frac{R1}{R2} =\frac{Rx}{Rs}\通过交换 R1 和 R2 的位置,可以消除比例臂电阻的误差。
电桥的灵敏度定义为:\S =\frac{\Delta n}{\frac{\Delta Rx}{Rx}}\其中,Δn 是检流计指针偏转的格数,ΔRx 是电阻 Rx 的改变量。
三、实验仪器1、箱式惠斯通电桥。
2、直流电源。
3、检流计。
4、标准电阻。
5、待测电阻。
四、实验步骤1、熟悉箱式惠斯通电桥的结构和使用方法。
2、按照电路图连接电路,注意电源、检流计、电阻的正负极连接正确。
3、估计待测电阻的阻值,选择合适的比例臂 R1 和 R2 的比值。
4、调节比较臂电阻 Rs,使电桥平衡,检流计指针指零。
5、记录 R1、R2 和 Rs 的值,计算待测电阻 Rx 的值。
6、改变比例臂的比值,重复步骤 4 和 5,测量多组数据。
7、测量电桥的灵敏度,在电桥平衡后,改变 Rs 的值,使检流计指针偏转一定的格数,记录ΔRs 和相应的Δn,计算电桥的灵敏度。
五、实验数据及处理1、测量待测电阻 Rx|次数| R1(Ω)| R2(Ω)| Rs(Ω)| Rx(Ω)|||||||| 1 | 100 | 100 | 3568 | 3568 || 2 | 500 | 500 | 17852 | 17852 || 3 | 1000 | 1000 | 35725 | 35725 |平均值:Rx =(3568 + 17852 + 35725)/ 3 = 190483(Ω)2、电桥灵敏度的测量|ΔRs(Ω)|Δn(格)| S(格/Ω)|||||| 01 | 5 | 50 || 02 | 10 | 50 || 03 | 15 | 50 |平均值:S =(50 + 50 + 50)/ 3 = 50(格/Ω)六、误差分析1、电阻箱本身存在误差,其刻度的准确度有限。
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告1. 实验目的本实验的目的是通过使用惠斯通电桥来测量电阻器的未知电阻值。
通过实验,掌握惠斯通电桥的工作原理和使用方法,并学习使用电桥进行电阻测量。
2. 实验原理惠斯通电桥是一种常用的测量电阻值的工具,它基于电桥平衡原理。
当惠斯通电桥中各支路通过的电流满足一定的关系时,电桥即处于平衡状态。
根据平衡条件,可以计算出未知电阻值。
在惠斯通电桥中,有四个分支:两个比较支路和两个未知支路。
比较支路中的两个电阻器的比值已知,而未知支路中的电阻器的值待测。
当电桥平衡时,满足以下条件:$$ \\frac{{R1}}{{R2}} = \\frac{{R3}}{{R4}} $$其中,R1和R2为比较支路中的电阻值,R3和R4为未知支路中的电阻值。
3. 实验仪器本实验使用以下仪器: - 惠斯通电桥主机 - 电源 - 计算机 - 万用表4. 实验步骤4.1 实验准备•将电源与惠斯通电桥主机连接,并打开电源。
•将计算机与惠斯通电桥主机连接,并确保通信正常。
•将万用表和待测电阻器连接到相应的电桥支路上。
4.2 实验操作•调节电桥主机上的旋钮,使电桥处于初始非平衡状态。
•调节电桥主机上的旋钮,逐渐减小非平衡条件,使电桥逐渐接近平衡状态。
•当电桥达到平衡状态时,记录下电桥上的电阻值,并计算未知电阻值。
4.3 实验记录•在笔记本上记录下实验中的各项数据,包括电桥上的电阻值和计算得到的未知电阻值。
5. 实验结果与分析根据实验记录的数据,我们可以得到待测电阻器的未知电阻值。
通过对电桥平衡条件的计算,我们可以计算出未知电阻值的准确数值。
然后,我们可以对实验结果进行分析,比较实测值与理论值之间的差异,并分析可能存在的误差来源。
同时,我们也可以讨论实验中可能存在的不确定度,并对结果进行合理分析。
6. 实验总结通过本次惠斯通电桥实验,我们掌握了电桥的工作原理和使用方法。
通过实验,我们成功测量了待测电阻器的未知电阻值,并分析了实验结果的可靠性。
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1、通过测量桥阻来熟悉霍夫曼·惠斯通测电阻桥的工作原理;2、力争获得准确的电阻值;3、建立对测量的电阻方面的基本了解,锻炼测量电阻的能力,获得正确的测量结论。
二、实验原理霍夫曼·惠斯通电桥是一种测量电阻的仪器,它的核心原理是:可以通过给定的电阻循环,它的电流可以被均分在各个分支电路中,即如果在某个电路中存在未知电阻Rx,则在该回路中有一个等式:Rx/R1=R2/R3,这等同于是增强测量系统中的精度与稳定性。
所以,通过测量R1,R2两个电阻值,再结合用惠斯通电桥作图出未知电阻Rx,便可知道未知电阻Rx的大小,达到测量电阻值的目的。
三、实验原理图四、实验步骤1、首先将电桥调至上档、下档、左档、右档的平衡状态;2、调节电桥的上下档,使电桥双档校准要求,并从电桥上读取电阻R2;3、调节电桥的左右档,使电桥双档校准要求,并从电桥上读取电阻R1;4、将左右档调至校准要求,使电阻R2/R1=R3/Rx,从电桥上读取桥阻Rx,即可得到未知电阻的大小;5、再用万用表的相关参数进行测量,找出最准确的未知电阻的值。
五、实验结果实验中,通过电桥测得的未知电阻Rx的大小分别是:18.9Ω、19.3Ω、19.6Ω;用万用表的相关参数测量的未知电阻,实际电阻值是19.95Ω,两者误差均小于2%,在容许范围之内,说明实验过程中采用的测量方法和设备是精确可靠的。
六、总结通过本次实验,能够更加深入地去了解霍夫曼·惠斯通电桥的工作原理,使学生们能够增强对电阻测量方面的理解,更好地掌握电阻测量的技术,为今后电路/.模拟/数字仪器设计及测试打下良好的基础。
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。
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s xR R R R =21s 21x 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。
在箱式电桥测电阻中,只要调K 值而无需分别调R 1、R 2的值,因为箱式电桥上设置有一个旋钮K 值,并不另外分R 1、R 2。
但在自组式电桥电路中,则需要分别调节两只电阻箱(R 1和R 2),从而得到K 值。
由电桥的平衡条件可以看出,式中除被测电阻Rx 外,其它几个量也都是电阻器。
因此,电桥法测电阻的特点是将被测电阻与已知电阻(标准电阻)进行比较而获得被测值的。
因而测量的精度取决于标准电阻。
一般来说,标准电阻的精度可以做的很高,因此,测量的精度可以达到很高。
伏安法测电阻中测量的精度要依赖电流表和电压表,而电流表和电压表准确度等级不可能作的很高,因此,测量精度不可能很高。
惠斯通电桥测电阻中,测量的精度不依赖电表,故其测量精度比伏安法的测量精度高。
2.电桥的灵敏度及影响因素电桥测量电阻,仅在电桥平衡时才成立的,而电桥的平衡是依据检流计的偏转来判断的,由于判断时受到眼睛分辨能力的限制而存在差异,会给测量结果带来误差,影响测量的准确性。
这个影响的大小取决于电桥的灵敏度。
所谓电桥灵敏度,就是在已经平衡的电桥里,当调节比较臂的电阻R S ,使改变一个微小量△R S ,使检流计指针离开平衡位置△d 格,则定义电桥灵敏度S 为S S R /R dS ∆∆=(15-3)式中:R S 是电桥平衡时比较臂的电阻值,△R S /R S 是比较臂的相对改变量。
惠斯通电桥实验报告(完成版)【精品】
惠斯通电桥实验报告(完成版)【精品】实验目的:掌握惠斯通电桥的基本原理和使用方法,学会调节电阻比例来测量未知电阻值。
实验器材:惠斯通电桥、标准电阻箱、未知电阻器、万用表。
实验原理:惠斯通电桥是一种测量电阻值的仪器,它利用交流电的品质来测量电阻。
电桥由四个电阻器组成一个电路,分别为R1、R2、R3、R4,其中R1和R2相互平行,形成一个电路A,R3和R4相互平行,形成一个电路B,A和B平行,并且A和B之间连接一个未知电阻器,通过调节R3和R4两个电阻的比例,使得A电路和B电路中的电阻比例相等,从而实现对未知电阻值的测量。
实验步骤:1.将电桥的四个电阻分别接好。
2.将未知电阻器接在A和B电路之间。
3.调整R3和R4两个电阻的比例,使得万用表读数最小。
4.调整电阻比例,以减小万用表读数,直到读数为0。
5.记录下R3和R4的比例值和电桥的平衡电阻值。
6.用标准电阻箱测量未知电阻器的电阻值,并与电桥的平衡电阻值比较,计算出未知电阻器的电阻值。
实验注意事项:1.在进行电桥平衡前,要先将未知电阻器调节到适当的阻值范围内。
2.调整电桥平衡时,要慢慢调整,避免过度调节导致万用表产生超过量程范围的读数。
3.在进行测量时,要注意保持电桥和未知电阻器的连接稳定,避免导线和接头接触不良。
实验结果:已知标准电阻值为330Ω,未知电阻值为XΩ,调节比例后,电桥平衡电阻值为150Ω,R3和R4的比例为1:4.3。
根据公式R1/R2=R3/R4,可得到R1/R2=4.3。
则可通过等效电路的公式:X=(R1+R2)/R2 * R4-R3 来计算出未知电阻的电阻值,代入数据可得:X=(1+4.3)/4.3 * (330-150) = 123.3Ω。
实验结论:通过惠斯通电桥的实验,我们成功测量出了一个未知电阻的电阻值,实验结果与标准电阻值基本一致。
同时,我们也掌握了惠斯通电桥的基本原理和使用方法,学习了调节电阻比例来测量未知电阻值的技能。
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告一、实验目的:1.了解惠斯通电桥实验的基本原理和操作方法;2.学习使用惠斯通电桥测量未知电阻的方法。
二、实验原理:实验所用的惠斯通电桥由四个电阻R1、R2、Rx、R4构成,接在一起形成一个平衡电桥。
惠斯通电桥的基本原理是根据电桥两个对角线的相等性判断电桥平衡情况,即:R1/R2=Rx/R4如果R1/R2=Rx/R4成立,则电桥平衡,电流不通过辅助电流计。
通过改变R1或R4或直流电压源电压,可实现电桥的平衡。
在平衡状态下,我们可以根据已知电阻R1、R2、R4和电源电压,计算出未知电阻Rx的阻值。
三、实验器材:1.电桥主机2.可调式直流电源3.标准电阻箱4.未知电阻箱5.电阻选择开关四、实验步骤:1.按照电桥连接原理,将电桥主机、可调式直流电源和标准电阻箱连接好。
2.将未知电阻箱和电阻选择开关连接到电桥主机的Rx端口。
3.设定合适的电桥平衡参数,如将R1、R2、R4的阻值设定为已知值,保证电桥平衡。
4.测量平衡时的电桥主机侧的电流值,记录下来。
5.根据电桥平衡条件的公式R1/R2=Rx/R4,计算未知电阻Rx的阻值。
五、实验数据记录与分析:根据实验步骤记录实验数据,然后进行数据分析,计算出未知电阻Rx的阻值。
六、实验结果与讨论:1.将计算得到的未知电阻Rx的阻值与实际标准阻值进行比较,从而评价测量的准确性。
2.分析实验误差产生的原因,并提出改进方法。
七、实验结论:通过实验测量,我们可以利用惠斯通电桥准确地测量未知电阻Rx的阻值,并根据实验数据进行数据分析和误差分析。
实验的结果可以得出判断未知电阻的阻值,并评价测量的准确性。
八、实验心得体会:通过本次实验,我了解了惠斯通电桥的基本原理和操作方法。
实验要求我们掌握测量电桥平衡时的参数设定和数据计算方法。
通过实验,我也体会到了实验过程中的注意事项和数据处理的重要性。
这个实验对于我深入了解电路中电阻的测量方法和电桥的应用具有很大的帮助。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII2惠斯通电桥测电阻实验目的1.了解惠斯通电桥的构造和测量原理 2.熟悉调节电桥平衡的操作步骤 3.了解提高电桥灵敏度的几种途径 实验仪器万用电表、电阻箱、检流计、滑动变阻器、直流电源、待测电阻、电键、导线、箱式电桥实验原理1.惠斯通电桥工作原理图(一)是惠斯通电桥电路。
四个电阻R 1(R x )、R 2、R 3、R 4,称作电桥的四个桥臂,组成四边形abcd 。
对角bd 之间连接检流计G ,构成“桥”,用以比较桥两端的电位。
当b 和d 两点的电位相等时,检流计G 指零,即 I G =0,电桥达到了平衡状态。
此时有AD AB U U = DC BC U U = (1)即 4211R I R I ⋅=⋅ (2)3221R I R I ⋅=⋅ (3)c图(一)惠斯通电桥原理图3两式相除,得 3421R R R R = (3’)或者 4231R R R R ⋅=⋅ (4)上两式表明:当电桥达到平衡时,电桥相邻臂电阻之比相等,或者说电桥相对臂电阻之乘积相等。
若R 2、R 3、R 4为已知,则待测电阻R 1(R x )可由下式求出x R R R R R ==2341 (5) 通常称R 1为测量臂,R 4、R 3为比例臂,R 2为比较臂。
所以电桥由四臂(测量臂、比较臂和比例臂)、检流计和电源三部分组成。
与检流计串联的限流电阻R G 和电键K G 都是为在调节电桥平衡式保护检流计,不使其在长时间内有较大电流通过而设置的。
2.换位测量法的原理R 1与R 2位置对换,当I G =0时,x R R R R R ==,2431 (6) 由式(5)和式(6)可知,22R R R x = (7)通过换位测量法求出的R x 的值仅仅与R 2和R 2'有关,这就修正了由于电阻丝阻值不均匀所带来的系统误差。
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。
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告实验目的:了解惠斯通电桥的原理和使用方法,掌握测量未知电阻的方法和技巧。
实验原理:惠斯通电桥利用电流在不同电阻中流动时所造成的电位差来测量未知电阻,其原理如下:假设电桥四个点分别为A、B、C、D,其中AB、CD分别为两个电阻分支,R1、R2分别为已知电阻,Rx为待测电阻,则在电桥平衡状态下,有:其中U为电桥两对焦点之间的电位差。
为了使电桥平衡,可通过调节可变电阻值使U=0,则因为R1、R2、R3都是已知的,所以可以求得Rx。
实验步骤:1. 将待测电阻和已知电阻连接成由四个绳索连接而成的平四面体,插入电桥的四个插头口,注意连接正确。
2. 打开电桥电源,调节电桥电源开关至合适的大小,观察电桥示数表的变化,找到电桥平衡点。
3. 记录电桥示数表上的电阻值,并按公式(1)计算出待测电阻的值。
实验数据及计算:已知电阻:R1=100Ω,R2=220Ω已测电桥示数:U=0.05mV则通过公式(1)可求得待测电阻:Rx=R2×R3/R1=220×100/23.58=933.66Ω实验结果分析:通过实验和计算,我们求得了待测电阻的值为933.66Ω,这个数据接近我们使用万用表测出的值(约为929Ω),说明惠斯通电桥测量电阻的方法是可行且准确的。
在实际使用中,我们还需要注意电桥电源大小的调节和连接不当等问题,使测量更加精确。
实验思考:在实验过程中,我们可能会遇到如下问题:1. 电桥示数不稳定,波动范围较大,可能因为连接不良导致的接触阻抗不一致,可以通过重新插拔等方法排除这些干扰因素。
2. 电桥示数为0,可能因为电桥电源没有开启,或者是接线问题,需要检查一下。
3. 电桥示数变化缓慢,可能因为电桥电源开关未调到合适的大小,需要再次调整电源开关。
翻译:Experimental Report on Using Wheatstone Bridge to Measure ResistanceObjective:To understand the principle and usage of Wheatstone bridge, and to master the methods and skills for measuring unknown resistance.Principle:Wheatstone bridge measures unknown resistance by utilizing the potential difference caused by current flowing through different resistances. Assuming that the four points of the bridge are A, B, C, and D, and AB and CD are two resistance branches, R1 and R2 are known resistances, and Rx is the measured resistance. Then, in the balanced state of the bridge, the following equation holds:Because R1, R2, and R3 are known, Rx can be calculated.。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验目的1.了解惠斯通电桥的构造和测量原理 2.熟悉调节电桥平衡的操作步骤 3.了解提高电桥灵敏度的几种途径 实验仪器万用电表、电阻箱、检流计、滑动变阻器、直流电源、待测电阻、电键、导线、箱式电桥实验原理1.惠斯通电桥工作原理图(一)是惠斯通电桥电路。
四个电阻R 1(R x )、R 2、R 3、R 4,称作电桥的四个桥臂,组成四边形abcd 。
对角bd 之间连接检流计G ,构成“桥”,用以比较桥两端的电位。
当b 和d 两点的电位相等时,检流计G 指零,即 I G =0,电桥达到了平衡状态。
此时有 AD AB U U = DC BC U U = (1) 即 4211R I R I ⋅=⋅ (2)3221R I R I ⋅=⋅ (3)两式相除,得 3421R R R R = (3’)或者 4231R R R R ⋅=⋅ (4)上两式表明:当电桥达到平衡时,电桥相邻臂电阻之比相等,或者说电桥相对臂电阻之乘积相等。
若R 2、R 3、R 4为已知,则待测电阻R 1(R x )可由下式求出x R R R RR ==2341 (5)通常称R 1为测量臂,R 4、R 3为比例臂,R 2为比较臂。
所以电桥由四臂(测量臂、比较臂和比例臂)、检流计和电源三部分组成。
与检流计串联的限流电阻R G 和电键K G 都是为在调节电桥平衡式保护检流计,不使其在长时间内有较大电流通过而设置的。
c图(一)惠斯通电桥原理图2.换位测量法的原理R 1与R 2位置对换,当I G =0时,x R R R R R ==,2431 (6)由式(5)和式(6)可知,22R R R x = (7)通过换位测量法求出的R x 的值仅仅与R 2和R 2'有关,这就修正了由于电阻丝阻值不均匀所带来的系统误差。
3.电桥灵敏度 在实验中,测试者是依据检流计G 的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的。
然而,检流计的灵敏度是有限的。
例如,选用电流灵敏度为1格/1微安的检流计作为指零仪。
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告
实验目的:
通过惠斯通电桥实验,测量一个电阻的未知电阻值,并测量其他已知电阻的电阻值,验证欧姆定律。
实验仪器:
1. 电桥装置
2. 调谐电阻箱(用于调节电阻大小)
实验原理:
惠斯通电桥原理:惠斯通电桥是一种用于测量电阻的的电路装置,其原理基于电流在电路中的分布规律。
惠斯通电桥由四个电阻组成,两个相对的电阻分别称为“比较电阻”和“未知电阻”,通过调节“比较电阻”的大小,使得电桥达到平衡状态,即电流
在电桥中各支路中的电压相等。
根据欧姆定律,通过电桥的总电流可表示为I=U/R,其中U为电桥中总电压,R为电桥中的
总电阻。
实验步骤:
1. 搭建惠斯通电桥电路,将未知电阻与比较电阻相连。
2. 调节电桥中比较电阻的大小,直到电桥达到平衡状态。
3. 记录电桥平衡时的比较电阻值。
4. 使用万用表等测量工具,测量已知电阻的电阻值,并记录下来。
数据处理:
通过实验测量得到的比较电阻值和已知电阻的电阻值,带入欧
姆定律公式中,根据电流I和电压U的关系,可以计算出未知电阻的电阻值。
实验误差:
1. 电桥的平衡状态可能受到外界因素的干扰,如温度变化、电源波动等,导致测量值不准确。
2. 万用表等测量工具的精度限制,可能影响测量结果的准确性。
改进措施:
1. 在实验过程中注意保持环境稳定,尽量减小外界因素对电桥平衡状态的影响。
2. 使用精度更高的仪器进行电阻测量,以提高测量结果的准确性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
肇 庆 学 院肇 庆 学 院电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告级 班 组 实验合作者 实验日期姓名: 学号 老师评定实验题目: 惠斯通电桥测电阻实验目的:1.了解电桥测电阻的原理和特点。
2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3.测出若干个未知电阻的阻值。
实验仪器1.桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R 2和R 3,比较臂R 4,待测臂R x ),“桥”——平衡指示器(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 (滑线变阻器)。
2.电桥平衡的条件。
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 ad ,U bc =U dc ,由于平衡时0 g I ,所以b 、d 间相当于断路,故有cI 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =可得 x R R R R 324= 或 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。
3.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,存在较大误差。
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(也可将R x 与R 4的位置交换),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。
4.电桥灵敏度电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时,电桥本身的灵敏感反映程度。
在实际测量中,为了便于灵敏度的测量和计算灵敏度对测量结果的影响,多数用电桥的相对灵敏度,用S 表示。
其定义为44R R n R R n S X X ∆∆=∆∆=物理意义:桥臂电阻的单位相对变化所引起的灵敏电流计的偏转格数。
5.正确使用箱式电桥。
本实验使用的是QJ23a 型电桥,仪器自带工作电源和检流计实验时不需外接(电源和检流计)。
测量时先根据待测电阻的粗测值(用万用电表粗测)选取恰当的比例系数(倍率)K r ,选取的原则是在测量时应将测量盘电阻R 4的各个刻度盘都用上,保证测量值有足够的有效数字,再将金属柱开关由“外接”位置换接至“内接”位置。
仪器面板上标有B 、G 字母的按钮,分别表示电源和检流计开关,使用时应断续接通。
接通时应先按B 钮(先接通电源),再按G 钮(后接通检流计);断开时则应先断G 钮(先断开检流计),再断开B 钮(后断开电源)。
测量完毕后应将短路金属柱重新换接至“外接”位置上。
要严格遵守此操作程序,否则,极易损坏检流计。
6.测量中检流计的保护。
检流计作为平衡指示器,其允许通过的电流非常小,因此在实验过程中特别强调保护检流计。
用自组电桥测量时,应根据待测电阻R x值,调R4与R x近似,调节电桥平衡时,要遵循先粗后细的原则,粗测时,先将R G调至最大,在电桥支路上串入高阻R减小通过检流计的电流;初步平衡后,再将R n 调至最小,并将R短接进行细测。
用箱式电桥测量时,应根据待测电阻R x的值,选取适当的倍率K r,并调R s与R x近似,调平衡时,严格执行先接通B(电源),后接通G(检流计);先断开G,后断B的操作程序,实验完毕后应及时将“内接”短路。
7.自组电桥线路中R G的作用。
滑线变阻器(R G)作为限流器串接于电源回路中,不仅用于调节桥臂电流的大小,而且还对电桥灵敏度起着调节作用。
粗测时,将其阻值调至最大,使桥臂电流减小,降低电桥灵敏度;细测时,将其阻值调至最小,使桥臂电流增大,提高电桥灵敏度。
实验内容1、选择被测电阻及测量参数:选择好待测的电阻,根据其阻值范围选择合适的K值,由K值确定R2、R3的阻值,保证R4有4位效数字(如R x为250Ω,为了保证R x有4位有效数字,R2为Ω,R3为,R4约为2500Ω)。
注:选定电阻后,计算电阻额定电压,以便选择电源工作电压值。
2、查电源:打开电源,选好输出端,利用电压微调调节输出电压最小,然后关闭电源。
3、接线:按照实验线路图布置仪器,依照回路接线法接线。
再检查各实验参数及连线是否正确。
4、测量:检查完成后,打开电源,调一微小电压输出,观察电路反应是否正常,若不正常(如检流计指针通断时不偏转或偏转过大),则再次检查接线及各电阻阻值。
正常后,将电压增大至工作电压,进行测量。
5、重复1~4,测量一个电阻共10次,电桥换臂前与换臂后各测量5次。
6、用箱式电桥测量同样八个电阻阻值。
数据记录与计算举例。
1、用自组电桥测电阻及测量其灵敏度3、数据处理自组电桥测得电阻的平均值:x R =Ω,根据公式)110(10)()1()()(22--=--=∑∑x xix xiA R Rn n R RR U 算出A 类不确定度U A (R)=Ω测得自组电桥的灵敏度的平均值为:S = 根据公式)110(10)()1()()(22--=--=∑∑S Sn n S SS U iiA 算出A 类不确定度U A (S)=16div不确定度计算:不确定度主要来源(1)电阻箱的误差,(2)电桥灵敏度的误差,(3)多次测量的差异,按所用电阻箱的标准,R 2电阻箱×100为级,R 3电阻箱×1000档为级,R 4电阻箱×100档为级,其标准不确定度(计算时取R 2=200Ω,R 3=2000Ω,R 4=380Ω为:U B (R 2)=%×200Ω/3=Ω,U B (R 3)=%×2000Ω/3=Ω,U B (R 4)=%×380Ω/3=Ω;电阻箱引入和合成标准不确定度U C (R)=22238044.0200023.020012.0⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=Ω电桥灵敏度引入的不确定度 U B (R)= ×Ω/3=Ω重复测量得出的标准不确定度:U A (R)=Ω 合成标准不确定度U C (R)=222024.016.005.0++=Ω自组电桥测量结果:R x =± Ω, =E % 箱式电桥测得的电阻R =Ω,据公式)18(8)()1()()(22--=--=∑∑R R n n R R R U iiA 算出A 类不确定度U A (R)=Ω箱式电桥测量结果:R x =(679±1) Ω, =E % 一、 简单线路故障的原因和排除实验中出现故障是不可避免的正常情况,对于仪器故障,需由专门人员进行排除;常见简单线路故障的排除则是大学生必须掌握的基本技能。
用自组电桥测电阻,实验过程可能出现的故障有: 1. 检流计指针不偏转(排除检流计损坏的可能性)。
这种情况的出现,说明桥(检流计)支路没有电流通过,其原因可能是电源回路不通,或者是桥支路不通。
检查故障的方法是先用万用电表检查电源有无输出,然后接通回路,再检查电源与桥臂的两个联接点之间有无电压,最后分别检查桥支路上的导线、开关是否完好(注意检流计不能直接用万用电表电阻档检查)。
如果仍未查出原因,则故障必定是四个桥臂中相邻的两相桥臂同时断开。
查出故障后,采取相应措施排除(如更换导线、开关、电阻等)。
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。
预习思考题:1、 在图1中,如R 4和R X 调换位置,计算公式将怎样改变在图1中,如果R 4和R x 调换位置,计算公式将变为:423R R R R x = 2、假如在测量过程中检流计指针始终偏到某一边,或总不偏转,无法调到平衡试找出其可能的原因(各回答二个原因)。
假如在测量过程中检流计始终偏向一边,(1)电桥的比例臂(如图1中R 2/R 3的比值)选得不恰当,至使在比较臂的阻值范围内无法调到电桥平衡;(2)可能是R x (R 1)、R 2、R 3、R 4四桥臂之中只有唯一的一桥臂断开。
假如在测量过程中检流计始终不偏转, (1)可能是R x (R 1)、R 2、R 3、R 4四桥臂之中有两条桥臂同时断开,(2) 可能是连接电源部分电路或连接检流计的对角线b 、d 端部分电路断开。
若检流计指针摇摆不定,则可能是电路中某一根导线接端松动,造成接触不良。
3、箱式电桥中比例臂的选取原则是什么箱式电桥中比例臂的选取原则是使得测量结果的比较臂的有效数据的位数尽可能多才好。
4、为什么要测量电桥的灵敏度通过测量电桥的灵敏度以确定测量结果由于电桥的灵敏度所引入的不确定度的大小。
5、电桥的灵敏度与哪些因素有关答案在课本69页。
只需回答相关的五个标题即可。
6、怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差通过换臂测量以消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差。
7、电桥的灵敏度是否越高越好为什么不是,因为电桥的灵敏度太高,调节电桥的平衡就比较困难,而且需要做比较臂的电阻箱的可调数位增加,当做比较臂的电阻箱的可调数位不足时,电桥就无法调节平衡。