电桥法测电阻

1、 电桥法测电阻 电桥法测电阻实验十 电桥是一种精密的电学测量仪器，可用来测量电阻、电容、电感等电学量，并能通过这些量的测量测出某些非电学量，如温度、真空度和压力等，被广泛应用在工业生产的自动控制 方面。 【实验目的】掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和特 点。 型两用直流电桥的使用。 学会QJ19 了解双臂电桥测低电阻的原理和特点。 【实验原理】直流电桥主要分单臂电桥和双臂电桥。单臂电桥又称惠斯登电桥，一般 62的电阻。10用来测量10?双臂电桥又称开尔文电桥，-2-5范围可用来测量1010?QJ19的电阻。实验所用的型电桥是单、双臂两用直流 85 惠斯登电桥的原理电路图 3-10-1 图 电桥。

2、惠斯登单臂电桥的工作原理 所示，惠斯登电桥的原理电路如图3-10-1称为电桥的四个臂，四个电阻、和、RRRRx321之间接检流计和组成一个四边形，对角ABCDBD构成“桥”，用以比较“桥”两端的电位，当G指零，电桥和两点的电位相等时，检流计GBD 达到了平衡状态。此时有，RIIR?R?IIR 33xx2112 ，由于因此可得II?I?I23x1R 1R?R3XR2 3-10-1） （）式为惠斯登电桥的平衡条件，根据（3-10-1的阻的大小，可以计算出待测电阻、和RRRRx321为比值，一般称、RR21 率臂，为比较臂。R3开尔文双臂电 桥的工作原理电桥电斯在惠登86 双臂电桥的电路结构图3-1

3、0-2图 路中，存在着接触电阻和接线电阻，这对低电阻的测量将带来很大的误差。特别是当待测电 阻的阻值与接触电阻同数量级时，测量便无法为了获得准确的测量结果，在此情形下，进行。必须采用开尔文双臂电桥进行测量。开尔文双为待测3-10-2臂电桥的电路结构如图所示，Rx均为和电阻，为低值标准电阻，、RRRRRS21外内的接线电阻和阻值较大的电阻，表示联接RRYSx的接触电阻）它和（其中包括这一接线与RRSx同数量级，是引起测量误差的重要因与，RRSx、素，必须设法消除它的影响。对图中以7、2型电路后，就可Y4为顶点的形电路变换成把双臂电桥变成一个惠斯登电桥，根据惠斯登电桥的平衡条件，不难得到开尔文电桥

4、的平衡 方程。RRRR?r (3 内外外2)?R?R?(SXRR?R?RrR2121内-10-2) 不难看出，如果在电桥结构上能够做到=RR外内和=(3-10-2)式右边的第二项为零，此时平RR12 87 衡方程就变成如下形式：R 外RR? S2R1 3-10-3） （但只要，=实际上不可能完全做到，=RRRR21外内式右边的第二项便为(3-10-2)把值做得很小，r式成二阶无限小量，此时就可以认为(3-10-3) 立。 电桥的灵敏度式是在电桥平衡条式和(3-10-3)(3-10-1)件下推导出来的，在实验中测试者是依据检流的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的。计G然而，检流计的灵敏度是有限的。

5、例如，选用微安的检流计做为指零/1电流灵敏度为1格-7安培时，指仪，当通过检流计的电流小于10格，观察者难于觉察，就认为针偏转不到0.1电桥已达平衡，因而带来测量误差。对此引入 电桥灵敏度的概念。它定义为?n ?SR?xRx 88 (3-10-4) 是在电桥平衡后的微小增减量，实际上是RR? xx桥臂的增减量；是相应的检流计偏转格数。n?R电桥灵敏度的单位是“格”。越大在基础上RSSx增减能引起的检流计偏转格数就越多。电桥R?x改格表示当测量误差减小。如=100越灵敏，RSx变1%时检流计有1格的偏转。 电桥灵敏度的大小是与工作电压有关的。在实验中，为使电桥灵敏度足够，电源电压不能过低，当然也

6、不能过高，否则可能损坏电桥。 【实验内容】 26 用两端式单臂电桥测电阻（1010） ? 利用万用表欧姆档粗测被测电阻的阻Rx值 按图3-10-3连接线路 89 两端式单臂电桥测电阻接线图 3-10-3 图将检流计接到“检流计”端钮（检流计 的使用参见实验十二）。 ”端钮。 稳压电源接到“电源（两）”端钮，被测电阻接到“未知电阻（两） ”端钮用短路片连接。“标准电阻（四）连线后检查四个按钮开关，将其松开。 经教师检查后方可打开稳压电源及灵敏电流计 的电源开关。中根据被测电阻的估计值从表3-10-1 Rx两个旋钮调、及电源电压值。用选择、RRSS2121为所选之值，调稳压电源输出为所选值。、RR

7、21R算出的估计值，将测量盘放先根据估1R?RR3x3R290 置该值。 3-10-1 表)桥臂电电源电1.511113111161111465611110 首先将“电源（两）”按键按下并旋转卡住，接通电源。然后按下“粗”按键，调节测量盘电阻直到检流计指零；断开”粗“按键，R3按下”细“按钮，调的后两个转盘（一般是R3这样）直到检流计准确指零为止，即电桥处于R计算的值，由平衡状态。记录、及1R?RRRR3x321R2值。 Rx 若光标迅速离开标尺零刻线甚至跑出标尺外，不见踪影，应马上放开“粗”或“细”按键，断续按下“短路”键光标可以很快回到零刻线静止下来，以便继续调节，为保证测R3量精度，标度

8、盘至少为100尽量用到1000。 91 电桥灵敏度的测定 调比例臂阻值为)时，(对被测电阻1000?R 所示的各种情况下，测定电桥的相表3-10-2对灵敏度。测量时，首先将电桥调至平衡态，然后改变比较臂电阻有效数字末位的读数，使和格，记下此时、检流计指针偏转=10nn?RR? 式计算相对灵敏度。的数值，按3-10-4S 表3-10-2电桥相对灵敏度的测测量项 （格比例臂阻值（=100=100=100=100=1000=1000=1000=1000测试条电源电= 伏；检流计支路电= L 用四端式双臂电桥测低电阻 92 图 3-10-4 四端式双臂电桥测低电阻接线图图件按准电阻等元及将被测低电阻标

9、输出电压接线，图中电源用稳压电源，3-10-4为双刀为滑线变阻器，在（26V）之间，RSP调0.001。要求跨接电阻双掷换向开关，r节滑线变阻器放在最大位置，接通双刀开关，再调节滑线变阻器，使电路中的电流为标准电阻和被测电阻所允许通过的电流数值，按表接通按键,3-10-3选取=的数值按下“粗”RR21按下“细”检流计。调节测量盘使检流计指零,的和、,按键,调测量盘使电桥平衡,记录RRRS1R 计算被测电阻值。值按R?RSxR1 93 实验数据参考表格3. 1 表实验数据参考表万用测量12 【数据处理】 QJ19型电桥的仪器误差按下式计算RC n)?R?(?X10100供为了规定电桥的准确度，式中为基准值，(Rn各有效量程参比的一个单值，即为该量程内最为等级为标度盘示值；)；大的10的整数幂CX 。=0.05）指数，用百分数表示（实验用C记录数据，给出测量结果。 表 3-10-3的位置当调)S? 到 从） （94 -3 -41000 10100 10 100 10 10 0.001 -5 -5 1000 10100 0.001 10 1 101 0.110010.10.11000.010.011000.010.0010.001 【注意事项】实验结束应将复射式检流计分流器旋至 “短路”档。 松开电桥上四个按键开关。 表的