实验五 惠斯通电桥测电阻

实验五用惠斯登电桥测电阻实验目的掌握用惠斯登电桥测电阻的原理；

1.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

2.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所示图中5-

1、和四条支路分别由电阻

（0）、ab、be cdda Ki、夫和组成，称为电桥的四条桥臂通3R常，桥臂接待测电阻心，其余各臂都是可ab图惠斯登电桥原理图5—1调节的标准电阻在两对角间连接检流计、bd开关和限流电阻氐在两对角间连接电源、开关和限流电阻ac7当接通电键K和K后，各支路中均有电流流通，检流计支路起了沟通和EO E G abc两条支路的作用，可直接比较两点的电势，电桥之名由此而来适当调整adc bd各臂的电阻值，可以使流过检流计的电流为零，即7=0这时称电桥达到了平衡G O平衡时、两点的电势相等根据分压器原理可知b dUbc=U5-10c—区一U.=U公0c R3+R5—24平衡时，整理化简后得到UbcZZ5-3由式可知待测电阻尺等于/与的乘积通常，称心、夫为比（5—3）3例臂，与此相应的岛为比较臂所以电桥由四臂（测量臂、比较臂和比例臂）、检流计和电源三部分组成与检流计串联的限流电阻K和开关％都是为在调节电桥G平衡时保护检流计，不使其在长时间内有较大电流通过而设置的在用天平称质量时已知，测得质量的精密度主要决定于天平的灵敏度，与此相似，使用电桥测量电阻时的精密度也主要取决于电桥的灵敏度当电桥平衡时，若使比较臂夫改变一微小量电桥将偏离平衡，检流计偏转几个格，则常用46K4,如下的相对灵敏度表示电桥的灵敏度S5-4由上式可知，如果检流计的可分辨偏转量为△几（取格），则由电

0.2〜

0.5桥灵敏度引入被测量的相对误差为（）—5-5R S即电桥的灵敏度越高越大），由灵敏度引入的误差越小（S实验和理论都已证明，电桥的灵敏度与下面诸因素有关与检流计的电流灵敏度成正比但是越大，电桥就不易稳定，平衡调

1.S S节比较困难；值小，测量精确度低，因此选用适当灵敏度的电流计是很重要的S与电源的电动势成正比

2.E与电源的内阻在和串联的限流电阻K有关增加国可以降低电桥的灵敏度，

3.E这对寻找电桥调平衡的规律较为有利随着平衡逐渐趋近，R值应适当减到最小值E（注实际实验中限流电阻K为固定电阻）E

4.与检流计和电源所接的位置有关当周＞在+心，又品＞品、Ri＞扁或者R I＜R A，那么检流计接在bd两点比接在ac两点时的电桥灵敏度来得高当＜花+思时，满足品＞品、或者＜品、扁的条件，那么与上述接法相反的桥路，RVRi7＞2灵敏度可更高些（注实际实验中限流电阻、住、K及其位置均已固定）E与检流计的内阻有关越小，电桥的灵敏度越高，反之则低

5.Sb实验内容用电阻箱、检流计组成惠斯登电桥测量电阻

1.参照图用三个电阻箱和检流计组成一电桥测量时，先用万用电表测一下5-1阻值（粗测）用电桥进行测量时，比例臂和曷不宜取得很小,可取正=尺，R23=500联接待测电阻尺,取尺等于心粗测值，按电键雁和K，观察检流计指针的偏转方G向和大小，改变再观察，根据观察的情况正确调整品，直至检流计指针无偏转Ri逐渐减小K和K值，再调尺EG其次，将层和号交换后再测（换臂测量）R当大于风的最大值时，则取以或去测量，当测得的兄R=10100的有效位数不足口寸，可以取或测量三个待测电阻的阻值，==

0.

10.01并计算待测电阻的测量误差用惠斯登电桥测量电阻时，待测电阻心的测量误差应估计为以下两部分一是由组成桥臂的各电阻的基本误差引起的二是由电桥的灵敏度引起的由组成桥臂各电阻的基本误差引起的这部分误差按最大误差合成估计，可得益的基本相对误差AR_A7A7A7X2345-6Rx RR式中、分别为三个已知桥臂的基本误差R3,△3，因电桥的灵敏度引起的相对误差可根据求出（5—5）所以待测电阻的总测量误差应取这两部分误差之和Al.AK AR।An_z———=——+——5-+£+——（5-7）R RR K4sx2一X ND△几一般取格，可由实验测定，由即可求得待测电阻的测

0.1S（5—7）量误差AKx.测量电桥的相对灵敏度2在用电桥测量电阻时，每测得一个电阻的阻值（即调节电桥达到平衡后），然后再使扁发生微小的变化，使检流计的指针偏转一定的格数，格、格、（12格均可），最后计算出代入式，计算出每测量一次电阻，就测5（5—5）S,一次灵敏度，求其平均值，即可算出电桥的相对灵敏度预习思考题电桥平衡的条件是什么？

1.电桥灵敏度的意义？怎样测量电桥的灵敏度？

2.调节电桥平衡时，为什么要先接通电源开关，再接通检流计开关呢？而测

3.量完后则先断开检流计开关，后断开电源开关？复习思考题用惠斯登电桥测电阻时，如果发现检流计的指针

1.

①总是向某一边偏转；

②总是不偏转，试分别指出故障原因电桥的灵敏度是否越高越好？为什么？

2.。