直流电桥实验报告

清 华 大 学 实 验 报 告

系别：机械工程系 班号：72班 姓名：车德梦 （同组姓名： ） 作实验日期 2008年 11月 5日 教师评定：

实验3.3 直流电桥测电阻

一、实验目的

（1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；

（2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；

（3）了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。

（4）数字温度计的组装方法及其原理。

二、实验原理

1. 惠斯通电桥测电阻

惠斯通电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。

图中1R 、2R 和R 是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻x R 连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A 和C 之间接电源E ；对角B 和D 之间接有检流计G ，它像桥一样。若调节R 使检流计中电流为零，桥两端的B 点和D 点点位相等，电桥达到平衡，这时可得

x R I R I 21=，

1122I R I R =

两式相除可得 R R R R x 12=

只要检流计足够灵敏，等式就能相当好地成立，被测电阻值x R 可以仅从三个标准电阻

的值来求得，而与电源电压无关。这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。

单电桥的实际线路如图所示：

将2R 和1R 做成比值为C 的比率臂，则被测电阻为

CR R x =

其中12R R C =，共分7个档，0.001～1000，R 为测量臂，由4个十进位的电阻盘组成。图中电阻单位为Ω。

2. 铜丝电阻温度系数

任何物体的电阻都与温度有关，多数金属的电阻随文的升高而增大，有如下关系式：

)1(0t R R R t α+=

式中t R 、0R 分别是t 、0℃时金属丝的电阻值；R α是电阻温度系数，单位是（℃-1）。严格地说，R α一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜丝材料来说，在-50℃～100℃的范围内R α的变化很小，可当作常数，即t R 与t 呈线性关系。于是

t

R R R t R 00-=α 利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。例如铂电阻温度及不仅准确度高、稳定性好，而且从-263℃～1100℃都能使用。铜电阻温度计在-50℃～100℃范围内因其线性好，应用也较广泛。

3. 双电桥测低电阻

用下图所示的单电桥测电阻时，被测臂上引线1l 、2l 和接触点1X 、2X 等处都有一定