自组惠斯登电桥测电阻共17页文档
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。
219 惠斯登电桥测电阻
在对角线 A、B 两端接入电源，源，如果 C，D 两点电位相等，则检流计 G，没有电
C RX
G
K2
B
流流过，称电桥达到了平衡。此时，Ig=0，I1=Ix，I2=I0，而电压
I2
R2
R0
的关系为：
D
于是有
I1R1 = I2 R2 I x Rx = I0 R0
K1 E
R
R = 1 R = KR
R x
0
0
2
图 1 惠斯登电桥原理图
（1） 其中 K=R1/R2 称为比率系数，若已知 R1，R2，R0 的值，可求出 Rx 的值，这是用惠斯登电桥测电阻的
基本原理。 在实验中，一般给定比率系数，比较臂电阻由电阻箱读出，调节比较臂电阻使电桥达到平衡，从
而求出待测电阻。待测电阻的准确度主要取决于给定的电阻，对电源的稳定性要求不高，而电阻的精度 可以很高，所以用电桥测电阻的准确度比较高。
8. 内、外接电源转换开关
9. 外接电源接线端钮
10. 量程倍率开关
11. 指零仪零位调整器
12. 灵敏度调节
【实验内容与步骤】
1. 用自组电桥测电阻 Rx1 和 Rx2 按图 2 接好线路，按下 S 按钮（先粗调，后细调，并注意要跃接），用逐次逼近法调节电桥，使其
平衡，记下 R0。当电桥平衡后，改变 R0 值，使检流计指针偏转４～８格， 转的格数ｎ。交换 R0 和 Rx 的位置，重复上述步骤，记下相应的数据。
比率臂 K
比较臂 R0
Rx=KR0
结果表达式： 【思考题】 (1) 推导电桥平衡公式。 (2) 什么是电桥的灵敏度？如何提高电桥的灵敏度？ (3) 怎样判断电桥是否真正达到平衡？ (4) 在惠斯登电桥实验中，接通电路后发现如下情况
惠斯khi登电桥测电阻
惠斯登电桥测电阻1.电桥测电阻的原理是什么？如何判断电桥平衡？具体操作时如何实现电桥平衡？2.用什么方法修正自组电桥的系统误差？3.什么是电桥的灵敏度？如何决定电桥灵敏度不够而引入的误差？4.如何根据检流计指针的偏转方向（桥上电流的流向）判断R S 值是偏大还是偏小？5.当惠斯登电桥达到平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡？试证明之。
6.用惠斯登电桥测电阻，比率臂电阻R A 、R B 应怎样选取才能保证测量有较高的准确度？7.如果取比率臂电阻R A =R B ，调节R S 从0到最大，检流计指针始终偏向一侧，这说明什么问题？应做怎样的调整，才能使电桥达到平衡？8.欲提高惠斯登电桥的灵敏度，主要有哪几种方法？ 9.如图2，试说明电桥上电阻R M 的作用是什么？实验中K 2应如何操作？10.将比率臂电阻R A 、R B 换成精度不高的碳膜电阻，测待测电阻R X ，能否得到理想的结果？为什么？水利监理实施细则资料汇总目录1 设计文件、图纸审核监理实施细则 (1)2 工程施工测量监理实施细则........................................................... 错误！未定义书签。
3 建筑材料质量监理实施细则........................................................... 错误！未定义书签。
4 原材料及混凝土检测试验监理实施细则....................................... 错误！未定义书签。
5 土石方开挖工程监理实施细则....................................................... 错误！未定义书签。
6 土石方填筑工程监理实施细则....................................................... 错误！未定义书签。
用惠斯登电桥测电阻实验报告
用惠斯登电桥测电阻实验报告用惠斯登电桥测电阻实验报告引言：电阻是电学中的基本元件之一，它在电路中起着调节电流和电压的作用。
为了准确测量电阻的值，科学家们发明了各种测量电阻的方法。
本实验将使用惠斯登电桥来测量电阻的值，并通过实验结果来验证电阻的特性。
实验目的：通过使用惠斯登电桥测量电阻，了解电阻的基本性质，并验证电阻的特性。
实验器材：1. 惠斯登电桥：用于测量电阻值的仪器。
2. 电阻箱：用于提供不同的电阻值。
3. 电源：用于给电桥提供电源。
4. 万用表：用于测量电流和电压值。
实验步骤：1. 将电源接入电桥，并将电源接通。
2. 调节电阻箱上的电阻值，使得电桥平衡。
3. 使用万用表测量电流和电压值，并记录下来。
4. 更改电阻箱上的电阻值，再次测量电流和电压值。
5. 重复步骤4，直到测量到一系列电流和电压值。
实验结果：根据实验步骤所记录的电流和电压值，我们可以计算出电阻的值。
通过将电流值除以电压值，我们可以得到电阻的阻值。
将不同电流和电压值的计算结果绘制成图表，我们可以得到电阻与电流、电压之间的关系。
讨论与分析：通过实验结果的分析，我们可以发现电阻与电流、电压之间存在一定的关系。
根据欧姆定律，电阻与电流成正比，与电压成反比。
实验结果的图表也验证了这一点。
当电流增大时，电阻的值也随之增大；当电压增大时，电阻的值则减小。
这与我们对电阻的认识是一致的。
实验误差：在实验过程中，可能会存在一些误差。
首先，电源的电压可能存在一定的波动，这会对实验结果产生一定的影响。
其次，电桥的精度也可能存在一定的误差。
此外，由于实验过程中的操作不可避免地存在一定的误差，也会对结果产生一定的影响。
改进方案：为了减小实验误差，可以采取以下改进方案。
首先，使用更稳定的电源，以确保电压的稳定性。
其次，选择更精确的电桥仪器，以提高实验的精度。
此外，在实验操作上要谨慎，尽量减小人为误差的产生。
结论：通过惠斯登电桥测量电阻的实验，我们了解了电阻的基本性质，并验证了电阻与电流、电压之间的关系。
惠斯通电桥测电阻
实验四 惠斯通电桥测电阻电桥种类较多，用途各异。
按其工作状态，可分为平衡电桥和非平衡电桥；按其工作电源可分为交流电桥和直流电桥两大类。
直流电桥又有单臂电桥和双臂电桥之分，即常说的惠斯通电桥和开尔文电桥。
惠斯通电桥适用于测量中等大小阻值的电阻，测量范围为10~106Ω。
1. 实验目的：（1）了解惠斯通电桥的结构和测量原理。
（2）掌握用自搭惠斯通电桥测量电阻。
（3）学习电桥测电阻的不确定度计算方法。
2. 实验仪器：直流稳压电源，检流计，滑线变阻器，电阻箱（三个），保护电阻（附短路开关），待测电阻，导线 3． 实验原理 (1) 惠斯通电桥的线路原理图5-1为惠斯通电桥的原理图，待测电阻R x 和R 1 、R 2、 R 0四个电阻构成电桥的四个“臂”，检流计G 连通的CD 称为“桥”。
当AB 端加上直流电源时，桥上的检流计用来检测其间有无电流及比较“桥”两端（即CD 端）的电位大小。
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 =U AD ，U BC =U BD ，即I 1R 1= I 2R 2 ，I x R x = I 0R 0 。
因为G 中无电流，所以，I 1=I x ,，I 2=I 0, 。
上列两式相除，得：21R R Rx R = （5-1） 则 R x =021R R R = CR 0 （5-2） 式（5-2）即为电桥平衡条件。
显然，惠斯通电桥测电阻的原理，就是采用电压比较法。
由于电桥平衡须由检流计示零表示，故电桥测量方法又称为零示法。
当电桥平衡时，已知三个桥臂电阻，就可以求得另一桥臂得待测电阻值。
通常称R 0为比较臂，R 1/R 2（即C ）为比率（或倍率），R x 为电桥未知臂。
在测量时，要先知道R x 得估测值，根据R x 的大小，选择合适的比率系数，把R 0调在预先估计的数值上，再细调R 0使电桥平衡。
惠斯登电桥测电阻
实验十五惠斯登电桥测电阻【预习思考题】1.电桥法测量电阻是一种比较精确的方法, 在测量前最好先用其它方法（如万用表）粗测被测电阻的大小, 这样做的目的是什么？2.惠斯登电桥主要是由哪几部分组成的？它的平衡条件是什么？滑线电桥中的滑线变阻器起什么作用？实验中应怎样正确使用？【实验目的】1.掌握惠斯登电桥基本原理, 了解桥式电路的特点；2.根据电桥线路, 掌握使用滑线式电桥和用电阻箱自组单臂电桥测量电阻的方法；3.学会箱式电桥的使用方法；4.掌握交换法消除误差的实验方法；了解影响电桥灵敏度的因素及误差来源, 学习对测量电路系统误差的简单校正。
【实验仪器】滑线式惠斯登电桥, 箱式电桥, 直流稳压电源, 检流计, 滑线变阻器, 待测电阻, 标准电阻箱, 双刀双掷开关, 导线若干。
【实验原理】1.电桥的工作原理（1）惠斯登电桥1843年, 英国科学家惠斯登最早用电桥电路测量电阻, 因此称他所用的电路为惠斯登电桥, 它的电路原理如图1所示。
待测电阻 和三个已知电阻 、 及 构成一个闭合的环路ABCD, 将电阻 、 、 和称为电桥的四个“桥臂”。
A 、C 两点接工作电源, B 、D 两点接平衡指示器——通常选取的是检流计G 。
将检流计G 所在的这条支路称为ABC 和ADC 两条并联支路的“桥”, 用于比较B 、D 两点的电位。
通过调节电阻 、 和 , 可以使流过“桥”的电流 为零, 即检流计G 指针指零, 此时B 点与D 点的电位相等, 电桥达到“平衡”。
图1 惠斯登电桥的电路原理图电桥平衡时, 各桥臂电阻上的电压降满足如下关系:0011R I R I = x x R I R I =22因为检流计Ｇ中电流为零, 有 , , 可得:xR R R R 021= （1） 即 0012KR R R R R x =⋅=（2） 式中 , 称为比率。
称为比较臂。
式（1）或式（2）称为电桥的平衡条件。
可见, 当电桥达到平衡时, 桥臂上的四个电阻之间存在满足式（1）的一个非常简单的关系。
(科大奥锐模拟平台)(自组式直流电桥测电阻)惠斯登电桥实验实验报告(实验满分,含有实验数据图)
（科大奥锐模拟平台）（自组式直流电桥测电阻）惠斯登电桥实验实验报告（实验满分，含有实验数据图）学生姓名休向凡学号xxx 成绩系（院）别电气与机械工程学院专业电气及其自动化班级XXX 课程名称大学物理实验日期0 2020 年年 4 月 5 5日组别合作者实验室物理仿真实验平台实验台号指导教师XXX 实验名称＿＿＿惠斯通电桥＿＿＿＿＿＿【实验目的】 1. 掌握电桥测电阻的原理和方法。
2. 了解减小测电阻误差的一般方法。
3. 学会用检流计的指针波动来判断电桥电阻是否平衡。
【仪器设备】本实验用到的实验仪器有：电压源、滑线变阻器（2 2 个）、四线电阻箱（3 3 个）、检流计、待测电阻、电源开关，实验场景如下图组所示：（以上均在虚拟平台上的实验）【实验原理】电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，Ω R≤1Ω的电阻为低值电阻， R>1M Ω的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。
1 1 、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图-1 1 所示。
图图-1 1 2 2 、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在 1 R1/R2=1 时调到平衡，则有 Rx=R0 ，这时若把 0 R0 改变一个微小量△ R0 ，则电桥失去平衡，从而有电流流 G IG 流过检流计。
如果 G IG 小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到 Rx=R0+ △ R0 ，△0 R0 就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△ Rx 。
引入电桥的灵敏度，定义为：S= △ n/( △ Rx/Rx) 式中的△x Rx 是在电桥平衡后 x Rx 的微小改变量（实际上若是待测阻电阻 x Rx 阻不能改变时，可通过改变标准电阻0 R0 的微小变化△R0来测电桥灵敏度），△n n 是由于△x Rx 引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n n 越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。
惠斯通电桥测电阻实验报告 (1)
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（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I 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。
自组惠斯登电桥测电阻
【实验原理】 实验原理】
• 如果将待测电阻 与标准电阻并联到电 如果将待测电阻Rx与标准电阻并联到电 源上，如图（ ）所示，则有： 源上，如图（1）所示，则有 I D Rx = I B RS • ，即 RX = I B RS I D
•图（1） 图 ）
• 如果两支路的电流 I D 、I B 和标准电阻的 已知， 阻值 RS 已知，则可求出 R X。这是从数学 表达形式上看。如果从物理实验方面看， 表达形式上看。如果从物理实验方面看， 还必须解决两个问题 两个问题： 要用上式求 R X 。还必须解决两个问题：一 I 怎样测？ 是 I D 、 B 怎样测？若用电流表测则不可避 免地存在误差；二是公式是通过并联条件 公式是通过并联条件， 免地存在误差；二是公式是通过并联条件， R 即相比较的两电阻 R X 、 S两端的电压相同 而得到的。怎样确保这个条件？ 而得到的。怎样确保这个条件？
• 惠斯登电桥是最常用的 直流电桥。 直流电桥。当B、D两点 、 两点 间电势不等时， 间电势不等时，有电流 通过检流计， 通过检流计，电桥不平 衡。调节 RS ，使检流计 =0)， 中电流为零( I G =0)，此 中电流为零( 两点间电势相等， 时B、D两点间电势相等， 、 两点间电势相等 电桥达到平衡， 电桥达到平衡，于是 , 有 IR =I R
I1 R x = I 2 Rs
1 122I1 R1 = I 2 R2
I1 R x = I 2 Rs
R1 Rx = R s = CR s R2
此式即为本实验的测量 公式。式中C= R1/R2称 公式。式中 称 为比例系数
•
由测量公式知，当电桥平衡时， 由测量公式知，当电桥平衡时，四个 关系： 桥臂的电阻间有一个简单的关系：两相
自组惠斯登电桥测电阻(最全版)PTT文档
换臂法减小自组电桥桥臂电阻的误差
掌握用惠斯登电桥测量中值电阻的方法。
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。 ZX21型旋转式电阻箱（3个） 1．合理布置仪器，按线路图接线（见前图）。 本实验误差主要考虑由电阻箱（仪器）引起的误差
ΔR=1000*0. 1．合理布置仪器，按线路图接线（见前图）。 3．交换R2与R3的位置，重复2、3步骤，记下示值R’4，并根据公式求出待测பைடு நூலகம்阻。
R4
R4
2 4 2k 6
ZX21型电阻箱（旧） 等级：级
了C 解影响B电Z桥X灵敏2度1的型因素电。 阻箱（旧） 等级：级
? R R% 0 .0 0 5N 1 ZX21型旋转式电阻箱（3个）
3．交换R2与R3的位置，重复2、3步骤，记s下示值R’4，并根据公式求出待测电阻。
换掌臂握法 用式减惠小斯中自登α组电为电桥电桥测桥量阻臂中箱电值阻电准的阻确误的差方度法。等级，Rs为测量时电阻盘示值，N为测量时实际使用的电 ZX21型旋转阻式盘电阻个箱数（3。个）
3．交换R2与R3的位置，重复2、3步骤，记下示值R’4，并根据公式求出待测电阻。
ZX21型电阻箱（新） 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。
了解影响电桥灵敏度的因素。
9×（） 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。
Rx R4R4/ RX
R(a%b m )10% 0
R
R
其中:R为电阻箱的阻值, a为电阻箱的等级, m为电阻箱所用 的旋钮数, b为残余误差, a小等于时，欧姆，a大等于时，欧 姆。
作业思考题：
惠斯登电桥测电阻
教师签名
批改日期
深圳大学实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：电桥
学院：
专业：
组号指导教师：
报告人：学号：班级：
实验地点实验时间：
实验报告提交时间：
一、实验目的
二、实验原理：
1、惠斯登电桥原理
2、非平衡电桥原理
三、实验仪器：
四、实验内容和步骤：.
五、数据记Hale Waihona Puke ：1、惠斯登电桥测电阻和灵敏度
Rx1
（2） V—T图；为横坐标， V—R图。
七、实验结论与讨论：
1、实验结论：
2、问题讨论（从分析用惠斯登电桥测量电阻的不确定度以及仪器、测量方法、技巧等方面展开讨论）。
八：问答题
1．使电桥测量误差增大的主要原因是什么？如何提高电桥的灵敏度？
2.平衡电桥与非平衡电桥有哪些不同？
3．为什么用电桥法测电阻较用伏安法测电阻准确？
Rx2
Rx3
比率K
R0/Ω
Rx/Ω
检流计指针偏向
偏左
偏右
偏左
偏右
偏左
偏右
Δn/格
/Ω
ΔR0=|R0-R0’|
S
2、用非平衡电桥测量动态电阻
T/℃
室温
（）
ΔV/ mV
R/ Ω
110
115
120
125
130
135
140
ΔV/ mV
六、数据处理：
1、三个待测电阻的值及相应的灵敏度的计算：
测量三个电阻时的仪器的基本误差的允许极限：
4.电桥灵敏度是什么意思？如果测量电阻要求误差小于万分之五，则电桥的灵敏度应多大？
指导教师批阅意见：
实验五惠斯通电桥测电阻【精选】
实验五用惠斯登电桥测电阻实验目的1．掌握用惠斯登电桥测电阻的原理；2．学会测量电桥灵敏度的方法，并了解提高电桥灵敏度的途径。
实验仪器电阻箱三只，自组惠思登电桥实验板，直流电源，检流计。
实验原理“电桥”是很重要的电磁学基本测量仪器之一。
它主要用来测量电阻器的阻值、线圈的电感量和电容器的电容及其损耗。
为了适应不同的测量目的，设计了多种不同功能的电桥。
最简单的是单臂电桥，即惠斯登电桥，用来精确测量中等阻值（几十欧姆至几十万欧姆）的电阻。
此外还有测量低阻值（几欧以下）的双臂电桥，即开耳文双电桥；测量线圈电感量的电感电桥；测量电容器电容量的电容电桥；还有既能测量电感又能测量电容及其损耗的交流电桥等。
尽管各种电桥测量的对象不同、构造各异，但基本原理和思想方法大致相同。
因此，学习掌握惠斯登电桥的原理不仅能为正确使用单臂电桥，而且也为分析其他电桥的原理和使用方法奠定了基础。
惠斯登电桥的原理如图5－1所示。
图中ab、bc、cd和da四条支路分别由电阻R1（R x）、R2、R3和R4组成，称为电桥的四条桥臂。
通常，桥臂ab接待测电阻R x，其余各臂都是可调节的标准电阻。
在bd两对角间连接检流计、开关和限流电阻R G。
在ac两对角间连接电源、开关和限流电阻图5－1惠斯登电桥原理图R E 。
当接通电键K E 和K G 后，各支路中均有电流流通，检流计支路起了沟通abc 和adc 两条支路的作用，可直接比较bd 两点的电势，电桥之名由此而来。
适当调整各臂的电阻值，可以使流过检流计的电流为零，即I G ＝0。
这时称电桥达到了平衡。
平衡时b 、d 两点的电势相等。
根据分压器原理可知)15(212-+=R R R U U ac bc )25(433-+=R R R U U ac dc 平衡时，433212R R R R R R U U dc bc ++=＝即整理化简后得到)35(4321-x R R R R R ＝＝由（5－3）式可知：待测电阻R x 等于R 2／R 3与R 4的乘积。
实验三 惠斯登电桥测电阻
实验三用惠斯登电桥测电阻一、实验目的1、理解惠斯登电桥测电阻的原理和特点2、理解滑线电桥的结构和测电阻方法3、正确处理数据二、实验原理：见书三、主要仪器及耗材(名称、型号、规格、准确度、误差极限值等！！！)滑线电桥、灵敏电流计、电源、待测电阻、滑线变阻器、导线数根四、实验内容与步骤1、自组电桥测电阻(1)搭好线路，Rx≈20Ω，将滑线变阻器触头放中间。
(2)将标准电阻箱Rs选取同Rx接近的值。
(3)粗调，接通电源，将电源电压升到5V。
(4)细调，将电源电压升到10V，调节Rs使电桥平衡，记录Rs左。
(5)将Rs和Rx变换位置，重复步骤3、4，记录下Rs右。
(6)重复步骤3、4、5，测量三次，最后测平衡时的灵敏度。
21、测Rx ≈20Ω时(1)计算Rs 左和Rs 右的平均值(2)计算Rs 左和Rs 右的Δ仪例如：=R S 左1998.6ΩΔ仪=0.6×5%+8×2%+90×1%+900×0.5%+1000×0.1%=6.59Ω(3)写出Rs 左和Rs 右的准确表达结果例如：Rs 左=1998.6±6.59/3=1998.6±3.804=1998.6±3.8Ω(4)计算出待测电阻的平均阻值Rx= 右左Rs ×Rs(5)在Rs 左≈Rs 右= Rs 的情况下，自组电桥的Rx 的相对不确定度传递公式为：RsR Rs x R xσσ22= (公式应学会自行推导!事实上Rx ≈Rs!!) (6)写出间接测量电阻Rx 科学测量结果2、测Rx ≈200Ω时：方法同上3、测Rx ≈2000Ω时：方法同上六、实验注意事项1、 为保护检流计，必须先选好R s ，滑线变阻器一旦取定就不再动。
2、 注意保护电源，严防电源短路，实验做完后，应先关电源后拆线。
3、 实验做完后，要断开验流计开关，否则验流计内专用电池失效很快!电子学院物理实验室 2012年4月20日。
用惠斯登电桥测量电阻
图17-1 惠斯登电桥原理 实验17 用惠斯登电桥测量电阻一、实验目的1．掌握用惠斯登电桥测量电阻的原理和方法2．了解金属导体电阻随温度变化的规律，用作图法（或最小二乘法）处理实验数据，求出导体的电阻温度系数。
二、实验仪器QJ23型箱式惠斯登电桥、恒温水浴锅、待测电阻、温度计及导线等。
三、实验原理1．惠斯登电桥的电路原理测电阻的方法很多，其中最常用的是伏安法和电桥法两种。
用伏安法测电阻时，除了因电压表、电流表准确度不高带来的误差外，还由于电表内阻和电路本身的影响，也不可避免地带来误差。
1843年惠斯登设计了一种电桥电路，根本不用电压表、电流表，大大地提高了电阻的测量精度。
惠斯登电桥的原理性电路如图17-1所示，4个电阻R 1、R 2、R 3和R 4联成一个四边形abcd ，每条边称为电桥的一个“桥臂”，在对角a 和c 之间接上工作电源E ，在对角线bd 上再接上检流计G 。
电桥的“桥”就是指bd 这条对角线而言;它的作用是将桥两端的电位直接进行比较。
电源接通后，bd 两点的电位一般并不相同，因此检流计中有电流通过，指针必然偏转。
测量时若适当调节桥臂电阻，可使桥上没有电流通过(I g =0)，检流计指零，此时称为电桥平衡。
电桥平衡时，d b U U =，x I I =1，s I I =2于是 2211R I U R I U ab ad ===S cb x cd R I U R I U 21===将两式相除，得4个桥臂电阻的关系为sx R R R R 21= 因此待测电阻R x ，可表示为s s x MR R R R R ==21 (17-1) (17-1)式称为电桥的平衡条件。
式中，R 1 、R 2称为比例臂电阻，其比值M 称为倍率，R S 称为比较臂电阻。
若M （或R 1 、R 2）和R S 已知，待测电阻R x 就可由（17-1）式求出。
调节电桥平衡有两种方法：对滑线式电桥，是保持R s 不变，通过调节R 1/R 2的比值使电桥平衡；对箱式电桥，是保持R 1/R 2不变，通过调节R s 使电桥平衡。
惠斯登电桥测电阻
惠斯登电桥测电阻实验目的：1、掌握用惠斯登电桥测电阻的原理； 2、学会用箱式电桥测电阻的方法。
实验仪器： QJ23型直流电阻电桥（惠斯登电桥），待测电阻。
实验原理： 四个电阻1R 、2R 、x R 、 R 组成四个臂。
其中x R 为待测 电阻， R 称为比较臂电阻，1R 和2R 称为比率臂电阻。
两对角线上分别接上检流计G 和电源E ，所谓桥就是指BGD 这一段电路，G 的作用就是指示B 、D 两点间有无电位差。
当B 、D 两点电位相等时，检流计中无电流通过，这种状态称作电桥平衡。
电桥平衡时，g I =0 故：1I =x I ， 2I = I 且：11R I =21R Ix x R I = R I 于是有：21R R =R R x即： x R =21R R R = MRM称为比例臂，若已知1R 、2R 、 R 或 R 和比率1R /2R ，则可由上式求出待测电阻x R 。
实验内容及步骤：1、“G 外接”开关，“B 外接”开关打至内接；2、调节检流计“调零”旋钮，使检流计指零，“灵敏度”旋钮调至适中；3、将被测电阻接入“Rx ”端钮，根据被测电阻，适当选择倍率； 1、接通电源开关“B ”，通断检流计通断开关，依次调节Rs 调节，使检流计指零；2、根据Rs 、倍率K 的读数，利用Rx=KRs 计算被测电阻。
注意事项：1、检流计控制开关要用“跃接法”；2、比率选择要合适；3、测量时，先接通电源开关，再接通检流计开关，测量完毕，先关闭检流计开关，再关闭电源开关。
实验数据参考表格：数据处理：电阻１：（需计算出下列各量） xR ＝?3321=++x x x R R R3)()()(222321x x x x x x R R R R R R R -+-+-=σ?%100=⨯=xRr R E σ（用百分数表示）R x x R R σ±=（单位）电阻2： 计算过程同电阻1。
- 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)。
R
R
其中:R为电阻箱的阻值, a为电阻箱的等级, m为电阻箱所用 的旋钮数, b为残余误差, a小等于0.05时，b=0.002欧姆，a 大等于0.1时，b=0.005欧姆。
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
作业思考题：
1. 试分析自组惠斯登电桥电路下列故障产生的原 因：（1）检流计总是偏向一边，（2）检流计指 针始终不动。
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
指针式检流计:
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
电位器:
ACB
AC
C
B
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
双刀双掷开关:
A
B
A
B
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
实验内容
1．合理布置仪器，按线路图接线（见前图）。 2．取R2:R3=1:1，用数字万用表粗测Rx值，调R4≈Rx，
RX
R2 R3
R4
RX'
R3 R2
R4'
RX R4R4'
改变电源电压方向，消除电桥中寄生电势
的影响
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
数据处理
RX R4R4'
RX 1(R4 R4' ) RX 2 R4 R4'
RX R4
RX
R4
本实验误差主要考虑由电阻箱（仪器）引起的误差
物理学实验教学示范中心
实验目的
1.掌握惠斯登电桥的结构与测量原理。 2.掌握用惠斯登电桥测量中值电阻的方法。 *3.了解影响电桥灵敏度的因素。
物理学实验教学示范中心大来自物理实验实验电路图测量公式
RX
R2 R3
R4
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
实验仪器
AC5/2直流指针式检流计 ZX21型旋转式电阻箱（3个） BX7-12型滑线变阻器 电位器 待测电阻 双刀双掷开关 导线若干
2. 用什么办法可以最快、最简便的判断惠斯登电 桥电路没有故障
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
实验的重点和难点
实验中常见故障的判断
实验技能
掌握物理实验常用实验仪器设备、器件的原 理及使用方法。
电路故障分析能力。
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
Thank you
并使Rb阻值最大。接通电源，合闸刀K，用数字万用表检 测AC和AD两电压是否约等，若差异很大，则调R4使之 约等，点按检流计电计钮，微调R4使电桥平衡（检流计 无电流通过）。调Rb阻值最小，合闸刀K，再次点按检流 计电计钮，调R4使电桥平衡，记R4的示值（即Rx值）注 意:当调节到电位器阻值为最小时才能记录数据! 3．交换R2与R3的位置，重复2、3步骤，记下示值R’4， 并根据公式求出待测电阻。 4.根据自组电桥的不确定度计算公式求出Rx的不确定度， 写出结果表达式。 * 5．测电桥灵敏度
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
数据表格
RX
E
R2
R3
R41(E)
R42(E) R4' 12(R4' 1R4' 2) R4
R4 R4'
Rx
R2 R3
R4
4V
2K
R 3 R2 R4' 1(E) R4' 2(E) R412(R41R42)
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
实验内容
换臂法减小自组电桥桥臂电阻的误差
大学物理实验
实验内容
*测电桥灵敏度数据表格
Rx E(V) R2 R3 R4 n=2div n=-2div ΔR4 s
R4
R4
2 4 2k 6
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
ZX21型电阻箱（旧） 等级：0.1级
?
R R s% 0 .0 0 5 N 1
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。
ZX21型电阻箱（新）
9×（10000 1000 100 10 1 0.1）
0.1 0.1 0.5 1 2 5
ΔR=1000*0.1%+900*0.5%+90*1%+7*2%+0.8*5%(举例)
物理学实验教学示范中心
大学物理实验
实验结果的报导
Rx R4R4/ RX
R(a%bm )10% 0