实验25 用惠斯通电桥测电阻

RP
Rx 6
5 D
Leabharlann Baidu
1
N
7
Lb
K2
La
RK
K1
图2 滑线式电桥电路图
E
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【实验内容及步骤】 1.用滑线式电桥测电阻，按图2接好线路。 2.电桥调平衡：先粗调，再细调。 【注意事项】 1.电桥通电时间不能过长，不测量时应关掉电源。 2.各接线旋钮必须拧紧，否则接触电阻过大，影响测量的准确 度，甚至无法达到平衡。 3.每次开始重复测量时，都必须将保护电阻RP放到阻值最大 处，以保护检流计。 4.在测定待测电阻前，应先粗略估计待测电阻的阻值，选择标 准电阻R0接近待测电阻的阻值，以保证平衡点在电阻丝的中部， 有利于减小测量误差。 5.用替代法测Rx，即电桥平衡后若以电阻箱某值RN 替下Rx时 桥仍平衡，则Rx=RN。注意替代时需断开电源。
则在电桥平衡时有：
I a Ra =I b Rb
I 0 R0 =I x Rx
I a =I x
由上式整理可得：
I b =I 0
Ra Rx R0 Rb
Ra k Rb
Rx kR0
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的准确度有直接联系，如果桥臂电阻本身不准，必将 给测量结果带来一定的系统误差。 保持 Ra、Rb R0 的电阻值不变，调节 R N
Rx 的测量结果与电桥中桥臂电阻 Ra、Rb 和 R 0
使电桥重新达到平衡，于是得
Ra RN R0 Rb
Rx RN
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2.电桥灵敏度 定义：电桥的灵敏度是指当电桥平衡时，Rx的单位 变量所引起检流计指针偏离平衡位置的相应偏转格 数
n S Rx Rx
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R0 2 3 M 4
连成一个四边形回路，这四个电阻称为 电桥的四个“臂”。在这个四边形回路 的一条对角线的顶点间接入直流工作电 源，另一条对角线的顶点间接入检流计， 此支路一般称作“桥”。
Rb
G
E
C
R0
A
B
Ra
D
Rx
图1 惠斯通电桥电路
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设流过电阻
Ra、Rb、R0、Rx 的电流分别是
I a、I b、I 0、I x
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电桥电路在电磁测量技术中有着广泛的应用， 可以测量电阻、电容、电感、频率、温度、压力 等许多物理量，也广泛应用于自动控制中。本实 验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯通电桥）， 主要是用来测量中等阻值（10～105Ω ）电阻的； 测量低阻（10～10-5Ω ）用直流双臂电桥（又称 开尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω ）则用 专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。
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【实验目的】 1.掌握惠斯通电桥基本原理，了解桥式电路的特点。 2.掌握电桥的使用方法。 3.了解电桥灵敏度概念。
【实验器材】
板式惠斯通电桥，直流稳压电源，检流计，滑线 变阻器，待测电阻，电阻箱，双刀双掷开关，导 线。
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【实验原理】 1.电阻的测量 直流单臂电桥的原理电路如图1所示。 它是由四个电阻 Ra、Rb、R0、Rx
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【思考题】 1.电桥法测量电阻的原理是什么？如何判断电桥平衡？ 2.用惠斯通电桥测电阻，比率臂应怎样选取才能保证测量 有较高的准确度？ La ' 3.用 Rx R0 R0测电阻比用 Rx R0 测电阻有什么优越性？ Lb 4.比较用自组桥和箱式桥的测量结果 （提示：分析本实验所用连接导线是怎样影响测量结果的？）