惠斯通电桥测电阻-实验报告

南昌大学物理实验报告实验名称___________惠斯登电桥测电阻______________专业班级:_______0____________学生姓名:学号00实验地点:0_________座位号0__________实验时间0_____________实验目得、掌握惠斯通电桥测电阻得原理和方法、学会正确使用箱式电桥测电阻得方法1A

2、了解提高电桥灵敏度得几种途径3A实验器材、箱式惠斯通电桥、各型号电阻12实验原理电桥法测量就就是一种很重要得测量技术由于电桥法线路原理简明，仪器结构简单，操作方便，测量得灵敏度和精确度较高等优点，使她广泛应用于电磁测量,也广泛应用于非电量测量电桥可以测量电阻、电容、电感、频率、压力、温度等许多物理量同时，在现代自动控制及仪器仪表中,常利用电桥得这些特点进行设计、调试和控制电桥分为直流电桥和交流电桥两大类直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥,单臂电桥又称为惠斯通电桥，主要用于精确测量中值电阻双臂电桥又称为开尔文电桥,主要用于精确测量低值电阻本次实验主要就就是学习应用惠斯通电桥测电阻、惠斯通电桥得线路原理1惠斯通电桥得线路原理如图所示四个电阻、和联成一个四边形，每15-1RI,R2,R Rs一条边称作电桥得一个臂，其中:组成比例臂，为待测臂,为比较臂,四边形得一条R],R2Rx Rs对角线中接电源另一条对角线中接检流计所谓“桥”就就就是指接有检流计得AC E,BD G这条对角线，检流计用来判断两点电位就就是否相等，或者说判断“桥”上有无电B DB,D流通过电桥没调平衡时，“桥”上有电流通过检流计，当适当调节各臂电阻，可使“桥”上无图惠斯通电桥的原理图电桥平衡后等效图15-115-2电流，即两点电位相等，电桥达到了平衡此时得等效电路如图所示B,D15-2根据图很容易证明15-2旦上R=xR“xRx〜15-1此式即电桥得平衡条件如果已知，则待测电阻、可求得设式中得RI R2,Rs,R15-1R1/R2=K,则有Rx=K•Rs15-2式中得称为比例系数在箱式电桥测电阻中，只要调值而无需分别调、得值，因为K KRi R2箱式电桥上设置有一个旋钮值，并不另外分、但在自组式电桥电路中，则需要分别调K RIR2O节两只电阻箱和从而得到值Ri R2,K由电桥得平衡条件可以看出，式中除被测电阻夕卜，其她几个量也都就就是电阻器因此，Rx电桥法测电阻得特点就就是将被测电阻与已知电阻标准电阻进行比较而获得被测值得因而测量得精度取决于标准电阻一般来说,标准电阻得精度可以做得很高，因此，测量得精度可以达到很高伏安法测电阻中测量得精度要依赖电流表和电压表，而电流表和电压表准确度等级不可能作得很高，因此，测量精度不可能很高惠斯通电桥测电阻中，测量得精度不依赖电表，故其测量精度比伏安法得测量精度高、电桥得灵敏度及影响因素2电桥测量电阻，仅在电桥平衡时才成立得，而电桥得平衡就就是依据检流计得偏转来判断得，由于判断时受到眼睛分辨能力得限制而存在差异,会给测量结果带来误差，影响测量得准确性这个影响得大小取决于电桥得灵敏度所谓电桥灵敏度,就就就是在已经平衡得电桥里,当调节比较臂得电阻使改变一个微小量使检流计指针离开平衡位置△格，则Rs,aRs,d定义电桥灵敏度为SARs/Rs15-3式中就就是电桥平衡时比较臂得电阻值,就就是比较臂得相对改变量因此，电R ZSRs/Rss桥灵敏度表示电桥平衡时,比较臂改变一个相对值时，检流计指针偏转得格数得单S RsS位就就是“格例如,格格/则电桥平衡后，只要改变检流计就会有S=100=11/100,Rs1%,1格得偏转一般讲，检流计指针偏转格时，就可以被觉察，也就就就是说，此灵敏度得1/10电桥，在她平衡后，只要改变、我们就能够觉察出来，这样由于电桥灵敏度得限制所Rs1%,导致得误差不会大于、这也正就就是我们研究电桥灵敏度得目得01%电桥灵敏度与下面诸因素有关与检流计得电流灵敏度成正比1Si与电源得电动势成正比2E与电源得内阻龟和串联得限流电阻之和有关与检流计得内阻和串联得限流电3RE A4阻之和有关越小，电桥灵敏度越高，反之则低RG S与检流计和电源所接得位置有关5因此,实验中要使电桥具有较高得灵敏度，以保证电桥平衡得可靠性，从而保证测量得准确性、实验装置3箱式电桥:其面板和电路结构见图115-3o9」图型箱式惠斯通电桥面板图图中得各个代码分别表示15-4QJ23⑴待测电阻接线柱;检流计按钮开关按下时检流计接通电路，松开弹起时检Rx2G:流计断开电路;电源按钮开关按下时电桥接通电路，松开弹起时断开电路；检流计;3B:4⑸检流计调零旋钮;⑹外接检流计接线柱；外接电源接线柱;比例臂比较臂提供789比例说明、图中电桥左下角得三个接线柱用来使检流计处于工作或短路状态得转换，有一a15-3个短路用得金属片，当检流计工作叱金属片应接在中、下两个“外接”接线柱上，使电路能够连通;当测量完毕时，金属片应接在上、中两“内接”接线柱上,检流计被短路保护、电桥背后得盒子里装有三节号干电池，约、伏当某个实验测量所需要得电源,b145比内接电源大或者小，就用外接电源，接在外接电源接线柱⑺上同时要取出内装干电池、比例臂由和两个臂组成，之比值直接刻在转盘上；当该臂旋钮旋c8R1R2R1/R2在不同得位置时,各有不同得电阻值,组成七档不同得比值、、、R”R2K0001,001,01,1,10,100,1000o、比较臂由四个不同得电阻档义所组成d9X110,100,X1000⑹、在测量时，要同时按下按钮、要注意，先按后按G B,G,B型指针式检流计2AC5型指针式检流计就就是电学实验中常用得仪器，灵敏度高，因为她采用了张丝或悬AC5丝代替轴和轴承得结构，去掉了机械摩擦力张丝不但就就是支承动圈和指针得元件，也就就是导流和产生反力矩得元件由于这种结构特点，所以在使用时不能激烈转动或震动电流常数格其面板如图所示图中C^IOA/15—5“+、」正负极接线柱，电桥实验中检流计作为平衡指示器用,接线时可以不考虑正负极“零点调节”调零旋钮，转动此旋钮可调节指针对准点不能在“锁定“0”Q开关”对着红点位置时调零）“锁定开关”此小开关拨向左边红点时为锁定状态，使线圈短路呈过阻尼，以保护检流计免受震动得损伤拨向右边白点时为使用状态，指针可以左右偏转检流计用毕后，应将此开关拨向红点刻度盘:检流计点在中间“0”“短路”按钮这就就是一个阻尼电键，当检流计指针摆动不停时，待其接近点将0此按钮按下，然后松开，这样反复操作几次,可使指针迅速停止在位,以节省测量时间，同“0”时保护检流计注意，上面讲得“锁定开关”与这个电键,虽然都利用了阻尼效应,但用处就就是不同得，前者就就是使检流计成为不使用状态,后者就就是使检流计处于使用状态使用得“电计”按钮:接通电桥电路按钮开关，按下时电路接通，松开时自动弹起，电路断开［调节电桥平衡时一般应采取“跃按”法，即一按一松，按下时观察检流计得偏转情况］图型指针式检流计15-5AC5实验步骤

（一）清点主要仪器:、电阻箱（个）、稳压电源（）、滑线变阻器（个）、检流计（）、1323245待测电阻板（）、开关（）、箱式电桥（）、导线（）678

（二）按图测量电路安置仪器，15-6连接电路

（三）测量电阻并测量电桥得灵敏度、考察比率臂与电桥灵敏度得关系1）检查线路;合上接通电源，电源电压取、1IE,1待测电阻取5V,R1=2OOQ,R2=200Q,200Q）逐渐减小（直到为零），同时图,测2Rp15-6量电路调节使检流计指针指零,然后逐渐减R3,小（直到为零），同时调节使检流计指针Rg R%图测量电路15-6再次指零,记录下得值填入表（）中R31）改变至,使检流计指针偏转格,记录下△（）得值，其中3R.R31aRs/△△、R3=I RBRI,9=1Od iv o）使电源电压升高至、时，重复上述中得⑴（）（）读取检流计偏转格数,430V23,记入下表（）中2）调节尸重复上述中得⑴（）（）将数据填入表（）中5R2000Q,R2=2000Q,23,1）调节重复上述中得（）（）（）将数据填入表（）中6RI=200QR2=20Q,123,1）调节重复上述中得（）（）（）将数据填入表⑴中7Ri=200Q,R2=2Q123,、考察电压与电桥灵敏度得关系

2、、用箱式电桥测电阻3选择倍率分别为测量待测电阻、调节使检流计偏转一格,记下将数据记录1:1,1:10,10:1,R3,R3,下来，表格自制

（四）列数据表格段绿红橙紫51Q200Q3000Q75000Q10000Q10000Q1000Q1000Q100Q1000Q1000Q10000Q200mV数据处理要求、由计算得数据得出电桥得灵敏度电源电压、比率得关系

1、关于电阻箱及电桥得误差计算2最大仪器误差^RMRa%式中表示电阻箱或电桥得准确度,表示电阻箱或电桥得等级我们所使用得型、a%a ZX21ZX3型电阻箱都就就是、级得如一个电阻示值、则601R=102C,△、、=102X01%=0010QR。