用单臂电桥测电阻带实验数据处理-电桥灵敏度实验数据

本科实验报告实验名称用单臂电桥测电阻实验用单臂电桥测电阻（略写）13【实验目得】⑴掌握用单臂电桥测量电阻得原理和方法（）学习用交换法减小和消除系统误差2⑶初步研究电桥得灵敏度【实验原理】单臂电桥，也叫惠斯登电桥，适用于精确测量中值电阻（）得测量装置10〜106电桥法测电阻，其实质就就是把被测电阻与标准电阻相比较,已确定其值由于电阻得制造可以达到很高得精度，所以用电桥法测电阻也可以达到很高得精度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惠斯登电桥就就是直流电桥中得单臂电桥;双臂电桥又称为开尔文电桥，适用于测量低电阻（10—6〜1（）Q）单臂电桥得线路原理单臂电桥得基本线路如图所示她就就是由四个电阻连成一个四边形在对角线Rl,R2,Rs,Rx ACBD,上接上电源在对角线上接上检流计组成接入检流计（平衡指示）得对角线称为“桥”，AB E,CD P四个电阻称为“桥臂”在一般情况下，桥路上检流计中有电流通过，因而检流计得指针偏转若适当调节某一电阻值，例如改变得大小可使两点得电位相等，此时流过检流计得电流称为Rs C,D PIp=0,电桥平衡则有Uc=Ud（）17^1=Jr%=JI3T2=b芯=J2由欧姆定律知4，Uax=JI Rx=Udb=2/s5Uac=JI721=Uad=72及2由以上两式可得盗Rx Rs此式即为电桥得平衡条件若已知,即可由上式求出通常取为标准RI,R2,Rs Rx R1,R2电阻，称为比率臂，将”称为桥臂比;为可调电阻,成为比较臂改变使电桥达到平衡，即检流Rs Rs计中无电流流过,便可测出被测电阻得值P Rx用交换法减小和消除系统误差分析电桥线路和测量公式可知，用单臂电桥测量得误差，除其她因素外,还与标准电阻Rx RI,R2得误差有关可以用交换法来消除这一系统误差，方法就就是先连接好电桥线路,调节使中无电Rs P流,可求出然后将与交换位置，再调节使中无电流，记下此时得可得相乘Rs,R1R2Rs PRs,Rx=£Rs,可得Rx=4RSRS，这样就消除了由本身得误差引起得对引入得测量误差得测量误差只与电阻箱得仪器R1,R2RxR x Rs误差有关，而可选用高精度得标准电阻箱，这样系统误差就可减小Rs电桥得灵敏度检流计得灵敏度总就就是有限得，如实验中所用得检流计，指针偏转一格所对应得电流大约为当通过她得电流比还要小时,指针偏转小于、格，就很难察觉出来假设电桥在10-6A10A01Rl/R2=l时调到了平衡，则有这时，若把改变电桥就失去了平衡，检流计中有电流流过但Rx=Rs Rs ARs,Ip就就是如果小到使检流计觉察不出来，还会认为电桥还就就是平衡得，因而得出这I pRx=R s+ARs o样就会因为检流计得反应不够灵敏而带来一个测量误差二为表示此误差对测量结果影响得严重程ARs度，引入电桥灵敏度得概念,定义为（）Rx之中,就就是在电桥平衡后得微小改变量（实际上就就是改变可以证明，改变任意臂所得出ARx Rx Rs,得电桥灵敏度就就是一样得）就就是由于电桥偏离平衡而引起得检流计得偏转格数越大，说明电An S桥越灵敏，带来得误差也越小，举例来说，检流计有五分之一格得偏转时既可以觉察出来，如果S=100格,则只要改变、就可以觉察到了，在这种情况下由于电桥灵敏度得限制所带来得误差肯定小Rs02%,于、02%o得定义式可变换为SS=—Alp=5132△IpARx+Rx（）8之中，为检流计得电流灵敏度为电桥线路得灵敏度即电桥得灵敏度不仅与检流计得灵敏度有关，而且还与线路参数得取值有关一般在用电桥测电阻时,应保证较高得电桥灵敏度在检流计、电源一定得情况下，桥臂比及桥臂电阻得取值，都会影响电桥得灵敏度同时，要合理确定桥臂比之值，就就是测量结果得有效数字位RI/R2数足够多，一般应比由误差决定得位数多一位但在测量时，还应保证在改变得最小可调档（）RsARsmin两次,或改变量为仪器误差时,应能觉察出检流计指针得偏转（不小于、格）否则位数再多也不AI2就就是实际得【实验仪器】DHQJ-3型教学用非平衡电桥待测电阻，ZX21型多盘十进电阻器（4个）、ZX250精密电阻箱（

0、）、型灵敏直流检流计（）〜99999Q AC5-2-10〜10|1AL uy ang YB1718DC Po werSupply【实验内容】自搭电桥线路注意连线操作时应遵从电学实验操作规程，连线按回路依次连接,并使电路布局合理图中，“桥”路开关上并联了一个高电阻其作用就就是保护检流计，方便平衡状态得调节Sg Rm,测量时先打开由于较大,所以流经检流计得电流不会很大调节使电桥接近于平衡状态时,S g,Rm Rs再合上使短路，此时桥路得灵敏度增高，再仔细调节，使电桥平衡，即检流计得指针指零Sg RmR sP滑线变阻器得作用与类似，测量时现将滑动头置于最左端，由于较大，所以干路中电流也随Rh RmRh之受到一定限制调节使电桥接近于平衡状态，再将滑动头移向右端，增大干路电流以提高桥路得Rs灵敏度，然后再仔细调节,使电桥平衡Rs取用交换法进行系统误差研究将和交换位置重测，求出不确定度Rs Rx用不同得桥臂比测量并分析结果得有效数字和桥臂比选取得关系Rx,【实验步骤】按照电路图连接好电路图,注意连接过程中应注意电学实验操作规矩，原件依次连接1调节、到一确定值，再调节得值，使检流计得示数为记录下得值2R_1R_2R_s0,R_x3变换、得比值,重新调节得值R_1R_2R_s用交换法进行测量，交换与得位置，按步骤进行重新测量4R_s R_x2记录实验数据5【实验数据】真实值Rx QRiQ RC RC2s、、、

21001320032002127、、、

2120012002128、、、

3220022002127、、、

425002502127、、、5520052002128计算得:平均值Rs=212,74C待测电阻得最佳值:Rx=Rs,=

212.74Q几

一、/n*1=0071Rs，得Sd=tx Ri-72其中、t=278所以不确定度△!=、07Q,Rs=

212.74±

0.07Q因为=携为积商关系，先计算誉比较方便RxRsKZ KXvinR-\nRx s比丫

二、0003%Rx△Rx

212.74所以不确定度为以=/^乂管=乂、、

2212.740003%=006Q所以/乂

二、

212.74±013绝对误差、、6=

212.

74.21000=274百分误差

274.Eo=100%=13%4JL U【实验结果分析】实验时电流表有时会出现不稳定得情况，实验器材之间连接不牢固实验时忘记做电桥灵敏度得测量下次实验会将实验内容记清楚实验时要注意保护电路，加保护电阻和滑动变阻器等保护电路，因为电流计很灵敏【注意事项】⑴为了保护检流计，实验时应注意先合后合断开时先断后断、S Sg,Sg S电源开关即检流计按钮应间歇使用，不能长时间接通2测量时注意读数,精确度以及快速读数3。