直流双臂电桥工作原理
用直流双臂电桥测电阻实验报告
用直流双臂电桥测电阻实验报告1. 实验背景大家好，今天我们来聊聊直流双臂电桥测电阻的实验。
这可是电学实验中的一大经典，俗话说“千里之行，始于足下”，掌握了这项技术，你的电学基础就会踏实许多。
别看它名字有点拗口，其实这个实验的原理简单得很，就像是老妈做饭的配方，只要按部就班，就能轻松搞定。
想象一下，一台精密的电桥，就像一位经验丰富的厨师，精确得能让你眼花缭乱。
但别担心，我们一步步来，绝对不会让你觉得复杂。
2. 实验原理2.1 电桥的基本原理好，接下来咱们要进入电桥的基本原理了。
直流双臂电桥其实就像一把精密的天平，通过调整电桥上的电阻，使得电桥的两个臂的电阻比相等，从而可以精确地测量未知电阻。
听起来是不是有点像老式的体重秤，调平了就可以准确地称重。
这个电桥有四个电阻，其中三个是已知电阻，另一个是我们要测量的未知电阻。
通过调整电桥，使得电桥在某一点上平衡，电桥的电流就会为零。
此时，我们就可以通过已知电阻和电桥的平衡状态，算出那个未知的电阻。
2.2 电桥的结构和操作电桥的结构其实挺简单的，主要分为两个部分：一个是电源和电桥的比较电路，另一个是调节电阻的部分。
电源的作用就像是给电桥提供动力，而比较电路则负责精确地测量电阻。
调节电阻的部分就是我们调平电桥的关键了，就像调味料一样，要一点一点地加，直到电桥平衡为止。
我们会用到一个精密的旋钮，通过它来微调电桥的电阻，直到平衡状态出现。
这时候，电流表上的读数就会停在零点，显示出电桥已经平衡了。
接下来，我们可以根据电桥的平衡状态，计算出未知电阻的数值了。
3. 实验步骤3.1 实验准备在开始实验之前，咱们得先做好充分的准备工作。
首先，要检查电桥的电路是否接好。
电桥的各个部分是不是连接稳固，有没有漏接的地方。
然后，确认电源的电压是否稳定，这就像是做饭前检查材料一样，基础工作做好了，实验才能顺利进行。
接着，要准备好已知电阻，确保它们的阻值准确。
这样，实验才有了可靠的基础，后续的结果才能信得过。
直流双臂电桥工作原理
直流双臂电桥的工作原理直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，其工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。
Rx和Rn各有两对端钮，C1和C2、Cn1和On2是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端钮。
接线时必须使被测电阻Rx只在电位端钮P1和P2之间，而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。
比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在lOΩ以上。
在结构上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调节电阻，以便改变R1或R2'的同时，R1'和R2'也会随之变化，并能始终保持测量时接上RX调节各桥臂电阻使电桥平衡。
此时，因为Ig＝0，可得到被测电阻Rx为图1 直流双臂电桥工作原理电路可见，被测电阻Rx仅决定于桥臂电阻Rz和R1的比值及比较用可调电阻Rn 而与粗导线电阻r无关。
比值R2/R1称为直流双臂电桥的倍率。
所以电桥平衡时被测电阻值=倍率读数×比较用可调电阻读数因此，为了保证测量的准确性，连接Rx和Rn电流端钮的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。
只要能保证，R1、R1'、R2和R2'均大于1OΩ，r又很小，且接线正确，直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻与接触电阻的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
实验简介电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ∑ )、中电阻(1Ω ⊥100KΩ)和低电阻(1Ω ∑ )三种。
一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1Ω 这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。
对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102Ω5; K∉ , B( 〈⊂ℜ5ε∑∴ ⎥≅ (⊂ℜ5εK∇⊥∏ 5;实验原理我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。
直流双臂电桥工作原理
直流双臂电桥的工作原理直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，其工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。
Rx和Rn各有两对端钮，C1和C2、Cn1和On2是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端钮。
接线时必须使被测电阻Rx只在电位端钮P1和P2之间，而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。
比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在lOΩ以上。
在结构上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调节电阻，以便改变R1或R2'的同时，R1'和R2'也会随之变化，并能始终保持测量时接上RX调节各桥臂电阻使电桥平衡。
此时，因为Ig＝0，可得到被测电阻Rx为图1 直流双臂电桥工作原理电路可见，被测电阻Rx仅决定于桥臂电阻Rz和R1的比值及比较用可调电阻Rn 而与粗导线电阻r无关。
比值R2/R1称为直流双臂电桥的倍率。
所以电桥平衡时被测电阻值=倍率读数×比较用可调电阻读数因此，为了保证测量的准确性，连接Rx和Rn电流端钮的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。
只要能保证，R1、R1'、R2和R2'均大于1OΩ，r又很小，且接线正确，直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻与接触电阻的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
实验简介电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ以上)、中电阻(1Ω ～100KΩ)和低电阻(1Ω 以下)三种。
一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1Ω，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。
对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102 Ω电阻的测量。
直流双臂电桥和直流电阻测量
比较用可调电阻旳电流端钮CnБайду номын сангаас与被测电阻旳电流端钮C2用电 阻为r旳粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在10Ω以上。在构造 上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调整电阻，以便变化R1或R2'旳 同步，R1'和R2'也会随之变化，并能一直保持
测量时接上Rx调整各桥臂电阻使电桥平衡(即敏捷电流计G旳指 针不偏转，桥路中无电流)时，因为此时Ig＝0，可得到被测电阻Rx 为
电池盒： 1、3节9V电池（叠层电池），检流计电源，检流计开关 2、 6节#1电池，被测回路电源， B钮开关
三 电机直流电阻测量
测量目旳
检验电机各相绕组是否有断股、断线、脱焊或匝间短路。
高压电机
高压电机基本都是星形接法，中性点没有引出（在内部焊接一起 ）时测量线间直阻，应分别测量UV、VW、WU阻值。中性点有引出 在外时测量相间直阻，应分别测量U1U2、V1V2、W1W2各相阻值 。
试验环节 测量措施与电机相同，根据需要分别测量开关合闸时各相断口
上下端或各相回路首尾之间旳阻值。
判断原则 1、根据厂家阐明书或原则规程旳要求限值判断。 2、与其他相测量成果比较相差不大。
讲课结束，谢谢大家！
C---电流端钮，P---电压端钮，C1和P1一组，C2和P2一组 检流计 --------------------- 平衡指示 调零旋钮 ------------------ 非测量状态下调整指针零位 敏捷度开关（旋钮） ---- 调整检流计反应程度 检流计开关 --------------- 检流计通/断电源开关 B外 ------------------------- 外接电源（一般不用）
直流双臂电桥使用方法
直流双臂电桥使用方法
直流双臂电桥是一种常用的测量电阻，电容和电感的测量仪器，
它可以从一个电压源中测量出另外一个电压源的电压。
这种电桥的结
构是由四个电子元件，一个两支极的电源电路和一个桥路电阻组成的。
这种电桥的工作原理是在桥路上安装四个电阻，即两个桥路上的
内部电阻R1和R2，以及一个由电压源V0和两倍电压源V1构成的外部电阻R3和R4。
在电桥的桥路上，测量电压V1由内部电阻R1和R2
（当前电流通过桥），外电阻R3和R4（电压势）所确定。
当内部电阻相等，外部电阻也相等时，桥路上的电压为恒定值，即V1，由此就可
以测量出被测物体的电阻和电容电感的值了。
使用直流双臂电桥的步骤比较简单：
1.把电子元件放好，从电源中获取电流；
2.把电桥的桥路的电阻调整为两个内部电阻，两个外部电阻;
3.用电源把桥路上的电压回路闭合，用一个仪器测量桥路上的电压；
4.再调整电桥上的外部电阻，把电桥上的电压调整到V0，以及两倍V0；
5.用仪器测量被测物体的电阻、电容和电感。
以上就是使用直流双臂电桥的三个基本步骤，通过这种方法可以
准确测量出物体的电学性质。
直流双臂电桥测电阻实验报告
直流双臂电桥测电阻实验报告1. 实验背景与目的嘿，大家好！今天咱们要聊聊一个看似复杂但其实挺有趣的实验：直流双臂电桥测电阻。
你一定听说过电阻吧？就是那种在电路里像“小桥”一样挡路的玩意儿。
那电桥又是什么呢？其实，它就是我们测量电阻的好帮手。
简单来说，电桥就像是帮我们找到电阻“家门口”的探测器。
我们通过这个实验，能学到怎么利用电桥测量电阻，还能增加对电路的理解，明白电流是怎么在电路里“流动”的。
2. 实验原理2.1 直流双臂电桥的工作原理咱们先来搞明白这个电桥是怎么工作的。
电桥就像是一座有四个“路口”的桥，电阻分布在这些“路口”上。
我们的目标是调整桥上的电阻，使得“桥”的两边电流平衡。
这个平衡就像是一个精巧的秤，左边和右边的重量相等。
通过调整电阻，使得电桥在“平衡点”上，我们就能计算出未知电阻的大小。
说白了，电桥就是一种“找平衡”的工具，能帮助我们精确地测量电阻。
2.2 直流电桥的结构与功能电桥的结构其实也不复杂。
主要有四个电阻，还有一个电流表和一个电压表。
电桥里有两个电阻是已知的，两个是未知的。
我们调节电桥上的滑动电阻，使得电流表上的读数为零。
这样，我们就能找到一个电阻和另一个电阻相等的点，进而计算出未知电阻的值。
电桥就像一个神秘的计算器，让我们用简单的方式找出电阻的“秘密”。
3. 实验步骤3.1 实验前的准备首先，咱们得把所有的实验设备准备好。
电桥、已知电阻、未知电阻、滑动电阻、万用表等都要准备齐全。
然后，检查设备是否正常运作，确保所有的电线连接都稳固。
注意了，这里千万别马虎，不然测量结果会跑偏。
做好这些准备，就可以开始实验啦！3.2 实验过程首先，把电桥的已知电阻和未知电阻分别接到电桥的两个电路里。
接着，把滑动电阻接到电桥的另一个电路里。
然后，逐步调整滑动电阻，直到电流表上的指针为零。
这个时候，你就达到了电桥的平衡状态。
读出这时电桥上的数值，就可以计算出未知电阻的值了。
最后，别忘了记录下你的结果，并且检查是否与理论值相符。
大学物理实验《双臂电桥》实验报告
电磁学实验报告实验题目：直流单臂电桥一、实验原理：（推导出测量公式并简述）直流双臂电桥的适用范围：直流双臂电桥适用于低阻值电阻的测量四端法：如果将分流电阻R x做成图中那样，在电阻体上Y、Y‘两点焊出两个接头再与微安表相连接，在焊接时测量好Y、Y间的阻值正好等于所需的分流电阻R x的阻值。
易看出，A、B、P、P’四点的接触电阻及AY、BY’两段接线电阻都已归给微安表支路而被忽略，这样就保证了分流的精确。
因此低电阻都做成四个接头，称作“四端结构”。
使用时，外侧两个接头J、J’串入工作电路并流过很大电流，故作“电流接头”;中间与Y、Y相连的两个接头P、P‘称作“电压接头”。
Y、Y间的阻值做成精确而稳定的已知阻值。
推导测量公式：低阻均做成四端结构，那么测量低阻也就归结为如何测出低阻体上Y、Y‘间的阻值。
测量电路如图所示，其中R0为标准低阻，R x为待测低阻。
四个比例臂电阻R1、R1、R2、R2一般都有意做成几十欧姆以上的阻值，因此它们所在桥臂中接线电阻和接触电阻的响便可忽略。
两个低阻相邻电压接头间的电阻设为R,常称为“跨桥电阻”。
当电流计G指零时，电桥达到平衡，于是由基尔霍夫定律可写出下面三个回路方程I1R1=I0R0+I1′R1′I1R2=I0R x+I1′R2′(I0−I1′)R r=I1′(R1′+R2′)式中I1,I0,I1′分别为电桥平衡时通过电阻R1,R0,R1′的电流。
将上式整理有R1R x=R2R0+(R2R1′−R1R2′)rR r+R1′+R2′直流双臂电桥测量电路如果电桥的平衡是在保证R2R1′−R1R2′=0，则推导的式子可写为R x=R2R1R0已知R0和比值R2/R1就可算出R x。
并由此可知电桥平衡的条件为R2R1=R2′R1′=R xR0。
画出实验电路图：双臂电桥的灵敏度：双臂电桥的灵敏度S 可仿照惠斯通电桥的灵敏度来定义。
即双臂电桥平衡后，将比例臂电阻R2、R2’同步地偏调△R=△R2’,若电流计示数改变△1,则灵敏度的S 为S =ΔI ΔR 2/R 2且S =ΔIΔR2/R 2=ΔIΔRx /R x故由灵敏度S 引入待测量R 的相对误差为ΔR x R x =ΔIS显见增大S 可减小测量误差。
直流双臂电桥实验报告
直流双臂电桥实验报告直流双臂电桥实验报告引言：直流双臂电桥是一种常用的电路实验装置，用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。
通过调节电桥的各个部分，可以实现对待测元件的精确测量。
本实验旨在通过使用直流双臂电桥，探索其原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是熟悉直流双臂电桥的工作原理，并通过实验测量不同元件的电阻值。
同时，通过实验结果的分析，进一步了解电桥在实际应用中的优缺点。
二、实验装置和原理实验装置包括直流电源、双臂电桥、待测元件和示波器等。
直流电源提供电桥所需的电压，双臂电桥是实验的核心部分，待测元件是需要测量的目标，示波器用于观察电桥的输出信号。
直流双臂电桥的原理基于电桥平衡条件。
当电桥平衡时，桥路两侧的电势差为零，即电桥中的电流为零。
根据基尔霍夫定律和欧姆定律，可以得到电桥平衡的条件：R1/R2 = R3/R4其中，R1和R2是电桥两侧的电阻，R3和R4是与待测元件相连的电阻。
通过调节电桥的各个分支的电阻值，使得电桥平衡，从而可以测量待测元件的电阻值。
三、实验步骤1. 将直流电源连接到电桥的电源输入端，调节电源的电压适宜的数值。
2. 将待测元件连接到电桥的其中一个分支，另一个分支则连接标准电阻，以便进行比较。
3. 调节电桥的各个分支的电阻值，使得电桥平衡。
可以通过调节滑动变阻器或旋钮电位器来实现。
4. 当电桥平衡时，示波器显示的电压为零。
记录下此时电桥各个分支的电阻值。
5. 更换待测元件，重复步骤3和4，记录不同元件的电阻值。
四、实验结果与分析根据实验步骤，我们进行了多组实验，测量了不同元件的电阻值。
通过数据处理和分析，我们得到了如下结果：1. 待测电阻R1的测量结果为XΩ，标准差为X。
2. 待测电阻R2的测量结果为XΩ，标准差为X。
3. 待测电阻R3的测量结果为XΩ，标准差为X。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 直流双臂电桥是一种精确测量电阻值的实验装置。
通过调节电桥的各个分支，可以实现对待测元件的准确测量。
双臂电桥的原理及使用方法课件
双臂电桥的工作原理
当双臂电桥平衡时，两个桥臂的阻抗 相等，即未知电阻等于已知标准电阻 。
通过测量未知电阻两端的电压和电流 ，可以计算出未知电阻的阻值。
双臂电桥的特点
01
02
03
04
高精度测量
双臂电桥采用可调电容器来平 衡桥臂阻抗，能够实现高精度
的电阻测量。
稳定性好
双臂电桥的平衡状态稳定，不 易受到外界干扰的影响。
关。
开关的种类包括机械开关和晶体 管开关，根据实际需求选择合适
的开关。
导线
导线用于连接电路元件，是双臂电桥中的重要组成部分。
导线的电阻和绝缘性能对电桥的性能有重要影响，因此应选择低电阻、绝缘性能好 的导线。
导线的种类包括铜线和绝缘导线等，根据实际需求选择合适的导线。
03
双臂电桥的使用方法
连接电源
操作简便
双臂电桥的调节过程简单，易 于操作。
适用范围广
双臂电桥可以用于测量各种不 同阻值的电阻，具有较广的应
用范围。
02
双臂电桥的电路组成
电源
电源是双臂电桥的重要组成部 分，为电桥提供所需电压和电 流。
电源的稳定性对电桥的测量精 度有重要影响，因此应选择性 能稳定的电源。
电源的种类包括干电池、直流 稳压电源和交流电源等，根据 实际需求选择合适的电源。
双臂电桥的原理 及使用方法课件
目录
• 双臂电桥的原理 • 双臂电桥的电路组成 • 双臂电桥的使用方法 • 双臂电桥的应用场景 • 双臂电桥的注意事项
01
双臂电桥的原理
双臂电桥的基本概念
01
双臂电桥是一种测量电阻的电路 ，由两个相邻的桥臂组成，每个 桥臂都包含一个电阻器和两个可 调电容器。
直流双臂电桥的原理作用
直流双臂电桥的原理作用
直流双臂电桥是一种电子电器用于测量电阻值的仪器。
梁惠民桥的配置如图，它是由两个普通的电桥互相连接而成的，相同的电桥电路两端依次接有测量元件（例如电阻器）和标准电阻。
当直流电源接通后，电桥会产生电流流动，通过调节滑动式电阻器R5的阻值，使电桥的两个对角线上的电位差趋近于零。
这时可以测量到电阻器的阻值。
直流双臂电桥的原理和作用如下：
1. 当电桥平衡时，电桥两个对角线上的电位差为零。
直流电桥平衡时，满足以下条件：
R1/R2 = R3/R4
其中，R1和R2是两个比较的电阻，R3和R4是已知的标准电阻。
2. 当待测电阻Rx的阻值发生变化时，电桥不再平衡，电位差不为零。
这时可以通过调节滑动式电阻器R5的阻值来使电位差趋近于零。
3. 通过调节滑动式电阻器R5的阻值，可以计算出待测电阻Rx的阻值。
根据平衡条件可得到以下公式：
Rx = R1(R4/R2)
其中，R1是已知的标准电阻，R2是已知的比较电阻，R4是滑动式电阻器的阻值。
直流双臂电桥通过测量电桥两对角线上的电位差来确定待测电阻的阻值。
它的优点是精度高、测量范围广，并且不受电源电压的影响。
它常用于实验室和工业场合中测量电阻值。
双臂电桥
双臂电桥一、简介双臂电桥，单臂电桥不适于测量1Ω以下的小电阻。
这是因为，当被测电阻很小时,由于测量中连接导线的电阻和接触电阻的影响，造成很大的测量误差。
直流双臂电桥曾称凯尔文电桥，可以消除接线电阻和接触电阻的影响，是一种专门用来测量小电阻的电桥。
二、工作原理直流双臂的原理和单臂电桥不同的地方试被测电阻R1和标准电阻R2共同组成电桥的一个臂，标准电阻R0和R1组成了与其对应的另一个桥臂。
电流端按钮和接触电阻的影响可以并入连线电阻r中一起考虑，而r是处在校正项中，因此，对测量结果也不产生影响。
而电流端钮和接触电阻及它们与电源连接导线的电阻则串联在电源电路中，只对电源输出的电流有影响，而对电桥的平衡时并无影响的，可见，双臂电桥可以较好的消除接线电阻和接触电阻的影响，因而测量小电阻时，有较准确的结果。
三、技术参数1、输出电压：0－20V，自动调节2、测量范围：电容：0.01uF－4000uF电感： 1mH－20H电阻：50mΩ－20kΩ电流：50mA－10A电压: 0－20V电容量范围：0～20,000 kvar3、测量精度：电容：±(1%+2字)电感：±(1%+2字)电流：±(0.5%+2字)电压：±(0.5%+2字)电容量：±(1%+2字)4、分辨率：电压：0.1mV电流：0.1mA电容：0.1nF电感：0. 1mH5、外形尺寸320×240×130mm36、仪器重量4kg7、工作温度：-15℃~ +45℃8、充电电源：交流160V~260V9、绝缘：⑴、电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100MΩ。
⑵、工作电源输入端对外壳之间承受工频2kV（有效值），历时1分钟实验。
直 流 双 臂 电 桥
直流双臂电桥⑴电路结构和工作原理直流双臂电桥，用于测量低值（1欧以下）直流电阻。
如果低值电阻仍使用单臂电桥测量，则因Rx很小，而R2、R3、R4也必然很小，四个臂相联接的接点处的接触电阻值和接线电阻值都不容忽略，会使测量结果造成极大的误差。
而双臂电桥则解决了这些问题。
图3-2-2是直流双臂电桥原理电路，图3-2-3为QJ44型直流双臂电桥原理电路。
被测小值电阻Rx和比较臂小值电阻Rn，都使用了两种接头：电位接头P1和P2；电流接头C1和C2。
Rx及Rn的值是两个电位接头P1和P2间的值。
比率臂有两个，R1与R2、R1'与R2'，它们各自的电阻值均为中值电阻，电位接头的接触电阻和其接线电阻对它们而言可忽略不计。
电桥平衡时（检流计指零时）有且r很小很小(粗连线)⑵使用操作步骤和方法。
双臂电桥的操作方法与单臂电桥基本相同。
①在电池盒内装入1.5V１号电池4～6节并联，或用2节6F2、9V并联使用。
此时电桥就正常工作。
如用外接直流电源1.5V～2V时，盒内电池应先全部取出。
②“B1”开关扳到通位置，等稳定后(约５分钟），调节检流计指针在零位。
③灵敏度旋纽应放在最低位置。
④将被测电阻按四端联结法，接在电桥相应的C1，P1，P2，C2的接线柱上，如图3-2-4所示，AB之间为被测电阻。
⑤估计被测电阻值大小，选择适当倍率位置，先按“G”按钮，再按“B”按钮，调节步进读数和滑线读数，使检流计指在零位置上。
如发现检流计灵敏度偏低，应增加其灵敏度，移动滑线盘４小格，检流计指针偏离零位约１格，就能满足测量要求。
在改变灵敏度时，会引起检流计指针偏离位，在测量时，随时都可以调节检流计零位。
被测电阻按下式计算：被测电阻值＝倍率读数×（步进读数＋滑线读数）⑶使用注意事项：①在测量电感电路的直流电阻时，应先按下“B”按钮，再按“G”按钮。
断开时，应先断开“G”按钮，且断开“B”按钮。
②测量0.1欧姆以下阻值时，“B”按钮应间歇使用。
直流双臂电桥
6、仪器应保持清洁，并避免直接曝晒和剧烈震动。
指零。
检流计指针向“+”方向偏转，则应增大读书盘读数；反之，
由于双臂电桥在工作时电流较大，要求
述调节过程中动作一定要迅速，以免电池 耗电量过大。另外，如果被测量电阻不含 电感，则可同时按下或松开电源按钮盒检 流计按钮。
步骤5 计算电阻值 被测电阻值=倍率数×读书盘读数 用万用表估测铜导线电阻的大约数值后，用直流双臂 电桥测量其直流电阻r1，并将测量结果填入附表 ：
（1）被测电阻有电流端钮时，要与电桥上相应的 端钮相连接。同时要注意电位端钮总是在电流端 钮的内侧，且两电位端钮之间的电阻就是被测电 阻。
（2）如果被测电阻（如一根导线）没有电流端钮
和电位端钮，则可按图所示自行引出电流端钮和 电位端钮，然后与相应的端钮相连接。
步骤3 估测被测电阻，选择比例臂
用万用表估测被测电阻值，选择适当的倍率挡。
提示
（1）发现电桥电池电压不足应及时更换，否则将 影响电桥的灵敏感。 （2）当采用外接电源时，必须注意电源的极性。 将电源的正、负极分别接到“+”“-”端钮，且不要 使外接电源电压超过电桥说明书上的规定值。
步骤2 接入被测电阻
接入被测电阻时，应采用较粗较短的导线
连接，接线间不得绞合，并将接头拧紧
I3=I4,。根据基尔霍夫第二定律可写出各回路电压方程
推导得到：
R2 rR2 R3 R4 RX Rn ( ) R1 r R3 R4 R1 R2
要求 R3 / R1 R4 / R2 同时使r→0。 电桥平衡，则被测电阻R=比例臂倍率×比较臂读数 R2 RX Rn R1
3、直流双臂电桥制成
直流双臂电桥
一、复习
直流双臂电桥实验
电磁学实验报告实验日期：5月9日，星期二上午实验题目：直流双臂电桥一、 实验原理: (推导测量公式并简述) 直流双臂电桥适用范围:小于1Ω 四端法;测量阻值较小的电阻时，将接于电流测量回路中成为电流头的两端与测量回路中成为电压头的两端各自分开，做成“四段结构”，以减小接线电阻和接触电阻带来的误差的测量电阻的方法。
推导测量公式; 由基尔霍夫定律： ()()''110011''12012''''01112x I R I R I R I R I R I R I I r I R R ⎧=+⎪⎪=+⎨⎪-=+⎪⎩由上面方程组可得： ()''1202112''12x rR R R R R R R R R R r =+-++ 电桥平衡同时保证 ''21120R R R R -=上式可简化为 '2200'11x R R R R R R R ==画出实验电路图;双臂电桥灵敏度 ()22/IS R R ∆=∆二、主要仪器用具:仪器品牌和型号电源：FB3082 电流检测仪器：DF1709SB 标准低阻Ro:阻值0.001Ω 固定电阻R1=R1';阻值1000Ω 电阻箱：型号FBZX21 级别0.1Ω直径 三、数据处理 1、电阻率的测量 样品 长度L （mm ） 铜 400.20±0.17 铁 400.90±0.17 铝 401.00±0.17样品 d1(mm)d2(mm) d3(mm) d4(mm) d5(mm) d （mm ） 铜 5.482 5.480 5.479 5.478 5.480 5.480±0.006 铝 5.471 5.468 5.439 5.436 5.428 5.4480±0.0031 铁5.4005.4095.4105.4125.4025.406±0.008（3）调节电桥平衡 电桥状态 R2(=R2′)(Ω)Rx(Ω) ∆R2(=∆R2′)(Ω)∆I (nA) S 铜 3343.34*10−4 10 1.9 63.46 铝 803 8.03*10−4 10 1.2 96.36 铁 134901.349*10−21001.4188.86Rx 的总相对不确定度为ρx =√(1+k)2(ρ22+ρ12)+k 2((ρ2′2+ρ1′2)+ρ02+(0.1/S)2 Cu:ρx =√(1+0.1)2(0.1%2+0.1%2)+0.12((0.1%2+0.1%2)+0.1%2+(0.1/63.46)2=2.434*10−3 Rx=(3.340±0.008)*10−4ΩAl:ρx =√(1+0.1)2(0.1%2+0.1%2)+0.12((0.1%2+0.1%2)+0.1%2+(0.1/96.36)2=2.125*10−3 Rx=(8.030±0.017)10−4ΩFe:ρx =√(1+0.1)2(0.1%2+0.1%2)+0.12((0.1%2+0.1%2)+0.1%2+(0.1/188.86)2=1.929*10−3 Rx=(1.3490±0.0026)*10−2Ω（4）电阻率的计算 电阻率的不确定度：① 铜：L̅=40.02cm D ̅=5.480mm R ̅=3.34×10−4Ω 所以ρ̅=πD̅24L ̅R ̅=1.97×10−8Ω·m u R =ρx R x =8.10×10−7 Ω 又因为米尺遵从正态分布 所以c (1)=3 其允差Δx =0.5mm 所以u L =Δx c (1)=0.53mm样品直径D 的A 类不确定度为u DA =t(0.683,k)√∑(D i −D ̅)25i=1n(n−1)代入数据得u DA =0.006mmB 类不确定度u DB 46.0103-=⨯ 所以u D =√u DA 2+u DB 2=0.006mm 代入上述数据得u ρ=6.1×10−11 Ω·m所以铜的电阻率为ρ=(1.970±0.006) ×10−8Ω·m②铝：L ̅=40.10cm D ̅=5.448mm R ̅=8.03×10−4Ω 所以ρ̅=πD̅24L̅R ̅=4.68×10−8Ω·m u R =ρx R x =1.71×10−6 Ω又因为米尺遵从正态分布 所以c (1)=3 其允差Δx =0.5mm 所以u L =Δx c (1)=0.53mm样品直径D 的A 类不确定度为u DA =t(0.683,k)√∑(D i −D ̅)25i=1n(n−1)代入数据得u DA =0.003mmB 类不确定度u DB =√3所以u D =√u DA 2+u DB 2=0.0031mm代入上述数据得u ρ=1.10×10−10 Ω·m所以铝的电阻率为ρ=(4.680±0.011) ×10−8Ω·m② 铁：L̅=40.09cm D ̅=5.406mm R ̅=1.349×10−2Ω 所以ρ̅=πD̅24L ̅R ̅=7.74×10−7Ω·m u R =ρx R x =2.60×10−5 Ω 又因为米尺遵从正态分布 所以c (1)=3 其允差Δx =0.5mm 所以u L =Δx c (1)=0.53mm样品直径D 的A 类不确定度为u DA =t(0.683,k)√∑(D i −D ̅)25i=1n(n−1)代入数据得u DA =0.008mmB 类不确定度u DB =√3所以u D =√u DA 2+u DB 2=0.008mm代入上述数据得u ρ=2.6×10−9 Ω·m所以铜的电阻率为ρ=(7.740±0.026) ×10−7Ω·m(请写出不确定度计算详细步骤)四、实验分析讨论及思考题。
简述双臂电桥测量电阻原理
简述双臂电桥测量电阻原理
双臂电桥是一种常用的电阻测量仪器，它可以精确地测量电阻值。
其原理是利用电桥平衡的条件，通过调节电桥中的电阻值，使得电桥两端电压为零，从而测量待测电阻的阻值。
双臂电桥由四个电阻组成，分别为R1、R2、R3、R4。
其中R1和R2为已知电阻，R3为待测电阻，R4为可调电阻。
电桥的电源为直流电源，电源正极接入电桥的两个端点之一，电源负极接入电桥的另一个端点。
电桥的两个对角线上分别接入一个电压表，用于测量电桥两端的电压差。
当电桥平衡时，电桥两端的电压差为零。
此时，根据基尔霍夫定律，电桥中的电流可以表示为I=(U/R1)=(U/R2)，其中U为电源电压。
因此，可得到R3/R4=R1/R2，即待测电阻R3等于已知电阻R1与R2之比乘以可调电阻R4的阻值。
在实际测量中，先将可调电阻R4调节到一个较大的值，然后将待测电阻R3接入电桥中，调节可调电阻R4的阻值，使得电桥两端的电压差为零。
此时，可读取可调电阻R4的阻值，即为待测电阻R3的阻值。
需要注意的是，在测量过程中，应保证电桥两端的接线良好，避免接触不良或接错导致测量误差。
同时，应选择合适的已知电阻R1和R2，使得待测电阻R3的阻值在可调电阻R4的调节范围内，以
保证测量的准确性。
双臂电桥测量电阻的原理是利用电桥平衡条件，通过调节电桥中的电阻值，使得电桥两端电压为零，从而测量待测电阻的阻值。
在实际应用中，需要注意接线良好和选择合适的已知电阻，以保证测量的准确性。
双臂电桥导体直流电阻的原理
双臂电桥导体直流电阻的原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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《直流双臂电桥使用》课件
与其他测量仪器流双臂电桥操作简单，易于使用 。
适用性
由于其结构特点，直流双臂电桥适用于实验室和现场各种不同电阻 值的导体测量。
性价比
与其他高精度的测量仪器相比，直流双臂电桥具有较高的性价比， 适合大多数常规电阻测量需求。
06
直流双臂电桥使用案例分析
特点
采用四端测量法，可以有效消除导线 电阻和接触电阻的影响，提高测量精 度；具有稳定性和可靠性高的优点， 适用于各种环境和条件下使用。
工作原理
原理
直流双臂电桥通过比较两个电阻的电压降来测量电阻值，采用恒流源供电，通 过调整可变电阻使得两个电压降相等，从而得到被测电阻的数值。
电路
直流双臂电桥由电源、可变电阻、标准电阻、恒流源和测量表头等部分组成。
将电源线连接到电桥的电 源接口。
在开始测量前，应让电桥 预热一段时间，以保证测 量结果的准确性。
根据被测电阻的阻值范围 ，调整测量臂和比较臂的 可调电阻。
将待测电阻接入电桥的测 量臂，观察显示器上的读 数，记录测量结果。
定期进行校准，以确保测 量结果的准确性。
注意事项
01
避免在潮湿、高温、高 磁场等环境下使用电桥 。
由可调电阻和精密电阻组成， 用于测量电阻值。
调节器
用于调节测量臂和比较臂的可 调电阻，以实现准确测量。
电源
提供测量所需的直流电源。
比较臂
由固定电阻和可调电阻组成， 用于比较被测电阻与标准电阻 的差异。
显示器
用于显示测量结果。
操作步骤
01
02
03
04
05
连接电源
预热
调整测量臂和比 较臂的可…
测量
校准
与变压器比较法比较
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直流双臂电桥的工作原理
直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，其工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。
Rx和Rn各有两对端钮，C1和C2、Cn1和On2是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端钮。
接线时必须使被测电阻Rx只在电位端钮P1和P2之间，而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。
比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在lOΩ以上。
在结构上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调节电阻，以便改变R1或R2'的同时，R1'和R2'也会随之变化，并能始终保持
测量时接上RX调节各桥臂电阻使电桥平衡。
此时，因为Ig＝0，可得到被测电阻Rx为
图1 直流双臂电桥工作原理电路
可见，被测电阻Rx仅决定于桥臂电阻Rz和R1的比值及比较用可调电阻Rn 而与粗导线电阻r无关。
比值R2/R1称为直流双臂电桥的倍率。
所以电桥平衡时
被测电阻值=倍率读数×比较用可调电阻读数
因此，为了保证测量的准确性，连接Rx和Rn电流端钮的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。
只要能保证，R1、R1'、R2和R2'均大于1OΩ，r又很小，且
接线正确，直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻与接触电阻的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
实验简介
电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ以上)、中电阻(1Ω ～100KΩ)和低电阻(1Ω 以下)三种。
一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1Ω，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。
对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102 Ω电阻的测量。
本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率。
实验原理
我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。
例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻Rx，电路图如图1 所示，
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图 2 所示。
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻R i3和R i4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ R i1+ R i2）。
当待测电阻Rx小于1Ω时，就不能忽略接触电阻R i1和R i2对测量的影响了。
因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。
此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图 5和图 6所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。
由图 5 和图 6 ，当电桥平衡时，通过检流计G的电流I G = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）
(1)
解方程组得
(2)
通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得
成立，则（2）式中
R x和标准电阻R n的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线第二项为零，待测电阻
R i内，则有
(3)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到。
为了减小(2)式
中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻R i的阻值(R i<0.001Ω)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。
学习重点
⏹熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
⏹掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
⏹了解金属电阻率测量方法的要点。
实验仪器
本实验所使用仪器有 QJ36型双臂电桥（0.02级）、JWY型直流稳压电源（5A15V）、电流表（5A）、R P电阻、双刀双掷换向开关、0.001Ω标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001Ω)连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计（A C15/4或6型）、千分尺、导线等。
双臂电桥面板
棒材金属测试架
实验内容
用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻虑ρ，先用（3）式测量Rx,再用求ρ。
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。
选择长度为50cm，调节R1，R2为1000Ω,调节R使得检流计指示为0，读出此时R
的电阻值。
利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。
2．选取长度40cm,重复步骤1。
3．在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。
4．计算2种长度的和ρ，再求。
5．取40cm长度，计算测量值ρ的标准偏差。
6．将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。
实验电路图
注意事项
⏹按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电
压头接线顺序。
⏹先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。
⏹检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档进行保护。
思考题
⏹如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，等效电路有何变化，
有什么不好？
⏹在测量时，如果被测低电阻的电压头接线电阻较大（例如被测电阻远离
电桥，所用引线过细过长等），对测量准确度有无影响？
设计性内容
⏹
自行设计一种简单易行的测量低电阻方法。
将测量结果与双臂电桥测量
结果进行比较与评价。
1）
(1)
解方程组得
(2)
通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得
成立，则（2）式中
R x和标准电阻R n的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线第二项为零，待测电阻
R i内，则有
(3)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到。
为了减小(2)式
中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻R i的阻值(R i<0.001 )，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。