大学物理实验电桥法测电阻

实验原理
一、惠斯通电桥（单臂电桥）
R1、R2均为 固定电阻， Rx为 被测电阻， Rs为 可调标准电阻，G
为灵敏电流计，E
为工作电源。
当电桥平衡，流过检流计的电流 为零时，有
Rx R1 R S R2
即
R1 Rx RS R2
R1 C 和Rs为已知，可以 若比例臂 R2
求出被测电阻Rx为的阻值。
3.单次测量，不确定度 只考虑B类分量
U R 仪
2.不确定度计算
仪 Rs
a% Rx
0.2CRs n
2
R

2 s

4.测量结果：
R x R x测 U R
三、电桥灵敏度
在电桥平衡后，若桥路中的电阻阻值 发生改变，电桥就会失去平衡，使检流 计指针发生偏转。设Rs的改变量为△ Rs 时指针偏转△n格，则△n/ △ Rs称为电桥 的灵敏度。
四、电桥的基本误差
仪
s
a% Rx
2
R

2 s

0.2CRs R n
a为电桥的准确度等级(a=0.2级)。
Rs 电桥平衡后，再改变Rs使检流计
指针偏离零点 n 小格（1~5格）时
Rs的改变值。
Rx为测量值。
实验仪器
惠 斯 通 电 桥
开 尔 文 电 桥
操作指南
一、用箱式惠斯通电桥测固定电阻的
阻值
1.测量前先调节好检流计的零点。
2.注意各旋钮的初始位置（参考ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ本）
3.测量时应先按下电源开关按钮B，后 按检流计开关G，观察检流计的偏转情 况，然后立即放开，放开时要先放开G 后放开B。 4.要注意选择合适的比率臂（参考课 本）,应使比较臂Rs的四个旋钮都用上。 否则将降低测值的准确度。
接点。
通过两点改进，开尔文电桥将Rs和 Rx的接线电阻和接触电阻巧妙地转移 到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中， 又通过R1 /R2=R3/R4设定，消除了电阻 R2的影响，从而保证了测量低电阻时 的准确度 调节R1、R2、 R3、R4，使电桥 平衡，可求得
R1 RR 4 R1 R3 Rx RS ( ) R2 R3 R 4 R R 2 R 4
1.“B1”开关扳到“通”位置，等稳定 后，调节检流计指针在零位，灵敏度旋 钮在中间位置。 2.将被测电阻的四个接线端对应接在电 桥相应的C1、P1 、P2 、C2接线柱上。
3.估计被测电阻大小，选择适当倍率位 置。
4.调节RS1和RS2，电桥逐步趋于平衡时再 逐步加大灵敏度，直至灵敏度达到最高， 电桥仍平衡为止。此时 待测电阻Rx=倍率读数（步进读数+滑线 读数）RS
数据记录表格
表1：用惠斯通电桥测中值电阻
a=0.2级
C
RS △n △Rs Rx测 () (格） () ()
Rx1 Rx2
R串联
R并联
表2：用开尔文电桥测量低值电阻铜（铁） 棒 a=0.2级 L(cm) C RS △n △R Rx测 () (格） () ()
30.00
40.00
50.00
5. 用“逐次逼近法”使电桥平衡，电 桥平衡时，四个比较电阻阻值之和乘 以倍率盘读数就是待测电阻的阻值 6.测定惠斯通电桥的灵敏度。在测量 待测电阻达到平衡时，改变比较臂Rs 的末位读数，使检流计指针偏离零点 1至5个格(△n)，记录此时△RS 的读数。
（二）用箱式开尔文电桥测电 阻箱的零值电阻
数据处理要求：


单臂按课本要求以一个电阻为例给出详细 计算过程（公式——代入数据——计算结 果），另三个电阻同理将计算结果填入表 格。 双臂按课本要求以一个电阻为例给出详细 计算过程（公式——代入数据——计算结 果），另两个电阻同理将计算结果填入表 格。
计算步骤：
1.测量值
R x测 C R s
大学物理实验
预习报告



实验名称 原理图（P60图2-2） 数据记录表格（课本P61表2-1、P68表25） 思考题P64（1、2）， P69 （1、2）。
简介 实验原理
实验仪器
操作指南 数据处理
简介
电桥是利用比较法进行电磁测量的 一种电路连接方式，它不仅可以测量很 多电学量，如电阻、电容、电感等，而 且配合不同的传感器件，可以测量很多 的非电学量，如温度、压力等。 实验室里常用的电桥有惠斯通电桥 （单臂电桥）和开尔文电桥（双臂电桥） 两种。前者一般用于测量中高值电阻； 后者用于测量1欧姆以下的低值或超低 值电阻。
二、开尔文电桥（双臂电桥）
R1、R2、 R3、R4均为可调电阻 Rx，为被测低电阻， Rs为低值标准 电阻。
开尔文电桥是惠斯通电桥的变形， 在测量小阻值电阻（通常<1欧）时具
有相当高的准确度。
开尔文电桥的两点改进：
1.增加了一个由R3、R4组成的桥臂；
2. Rs和Rx由两端接法改为四端接法，
其中P1~P4为电压接点， C1~C4为电流