实验报告电桥测电阻实验报告

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

仪器名称

直流电源 滑线变阻器 1 滑线变阻器 2

检流计

型号 DH1718C J2354 J2354 AC5 规格

0－30V 5A

100Ω 2A 100Ω 2A

0.5kv

电阻箱的型号、规格及各档的等级

电阻箱

型号 规格 ×10000 ×1000 × 100

×10

×1

×0.1 ×0.01

R 2 ZX21a 111111Ω 0.1 0.1 0.2 0.5 2.0 5.0 无 R 3

ZX21a 111111Ω 0.1 0.1 0.2 0.5 2.0 5.0 无 R 4

ZX21a

111111Ω

0.1

0.1

0.2

0.5

2.0

5.0

无

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 ，

0 ，所以 b 、 d 间相当于断路，故有

R x R 2 由于平衡时 I g

B

I 4=I 3

I x =I 2

R G

所以

I x R x I 4R 4 I 3R 3 I 2R 2

A

C

可得

R 4 R 2 R 3 R x 或 R x

R 2 R 4

R 3

R 4

DR 3

一般把

R 2

K 称为“倍率”或“比率” ，于是

R 3

R =KR

x4

E

R E

要使电桥平衡，一般固定比率

K ，调节 R 4 使电桥达到

图 1

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：

R x R2R4R x R3R4'

R3R2

联立两式得：R x R4R4'

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

n n

S

R X

R 4

R X R 4

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）。

K r，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）

选取的原则是在测量时应将测量盘电阻R4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 R

2、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 100.0Ω， R3为 1000.0， 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