实验报告电桥测电阻实验报告

1、实验题目：惠斯通电桥测电阻实验目的：1?了解电桥测电阻的原理和特点。2?学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。3?测出若干个未知电阻的阻值。实验仪器仪器名称直流电源滑线变阻器 1滑线变阻器 2检流计型号DH1718C 1J2354J2354AC5规格0-30V 5A100 Q 2A100 Q 2A0.5kv电阻箱的型号、规格及各档的等级电阻箱型号规格x10000x 1000 x 100x 10x 1x 0.1 x 0.01R2ZX21a111111R3ZX21a111111R4ZX21a111111QQ0.10.10.20.5 12.05.0无0.10.10.20.52.05.0无0.10.1

2、0.20.52.05.0无实验原理：Q；1 ?桥式电路的基本结构。电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R2 和 R3, 比较臂 R4 , 待测臂 Rx ）,“桥”一一平衡指示器（检流计）G 和工作电源 E。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。2. 电桥平衡的条件。惠斯通电桥 （如图 1 所示）由四个“桥臂”电阻（R2、 R3、R4、和 Rx）、一个 （b、 d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。 b、 d 间接有灵敏电流计 G。当 b、 “桥点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平”衡的条件是： b、d 两点电位相等。此时有d

3、 两U bc =U是： dc ,Uab =U,由于平衡时I g =0，所以 b、 d 间相当于断路，故有I4=I 3Ix=I 2所以13R3-12R2C可得R4R2 二R3 Rx或R4般把R2K 称为“倍率”或“比率”,R3Rx =KR 4要使电桥平衡，一般固定比率K，调节 R4 使电桥达到平衡。3?自组电桥不等臂误差的消除。实验中自组电桥的比例臂（R2 和 R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1 时,实际上 R2 与 R3 不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R4 值，然后将 R2 与 R3 的位置互相交换（也可

4、将 Rx 与 R4 的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R4 值，两次测量，电桥平衡后分别有：Rx 占 R 4Rx 晋 R4R 3R2联立两式得：Rx = . R 4 瓦由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。4 ?电桥灵敏度电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时，电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中，为了便于灵敏度的测量和计算灵敏度对测量结果的影响，多数用电桥的相对灵敏度，用S 表示。其定义为S 二n. ： n也 R xA RR xR44物理意义：桥臂电阻的单位相对变化所引起的灵敏电流计的偏转格数。5?正确使用箱式电桥。本实验使用的是QJ23a 型电桥，仪器自带工作电源和检流计实

5、验时不需外接（电源和检流计）。测量时先根据待测电阻的粗测值（用万用电表粗测）选取恰当的比例系数（倍率）Kr,选取的原则是在测量时应将测量盘电阻R4 的各个刻度盘都用上，保证测量值有足够的有效数字，再将金属柱开关由“外接”位置换接至“内接”位置。仪器面板上标有B、 G 字母的按钮，分别表示电源和检流计开关，使用时应断续接通。接通时应先按 B 钮（先接通电源），再按G 钮（后接通检流计）；断开时则应先断G 钮（先断开检流计），再断开 B 钮（后断开电源）。测量完毕后应将短路金属柱重新换接至“外接”位置上。要严格遵守此操作程序，否则，极易损坏检流计。6. 测量中检流计的保护。检流计作为平衡指示器，其

6、允许通过的电流非常小，因此在实验过程中特别强调保护检流计。用自组电桥测量时，应根据待测电阻Rx 值，调 R4 与 Rx 近似，调节电桥平衡时，要遵循先粗后细的原则，粗测时，先将RG 调至最大，在电桥支路上串入高阻R 减小通过检流计的电流；初步平衡后，再将Rn 调至最小，并将R 短接进行细测。用箱式电桥测量时，应根据待测电阻Rx 的值，选取适当的倍率心，并调 Rs 与 Rx 近似，调平衡时，严格执行先接通B （电源），后接通G （检流计）；先断开G, 后断 B 的操作程序，实验完毕后应及时将“内接”短路。7?自组电桥线路中R G 的作用。滑线变阻器（ RG ）作为限流器串接于电源回路中，不仅用于

7、调节桥臂电流的大小，而且还对电桥灵敏度起着调节作用。粗测时，将其阻值调至最大，使桥臂电流减小，降低电桥灵敏度；细测时，将其阻值调至最小，使桥臂电流增大，提高电桥灵敏度。实验内容1、 选择被测电阻及测量参数：选择好待测的电阻，根据其阻值范围选择合适的K 值，由 K 值确定 R2、R3 的阻值，保证R4 有 4 位效数字（如Rx 为 250 Q，为了保证 & 有 4 位有 效数字，R2 为 100.0 Q, R3 为 1000.0 ,R4 约为2500 Q）。注：选定电阻后，计算电阻额定电压，以便选择电源工作电压值。2、查电源：打开电源，选好输出端，利用电压微调调节输出电压最小，然后关闭电

8、源。3、接线：按照实验线路图布置仪器，依照回路接线法接线。再检查各实验参数及连线是否正确。4、 测量：检查完成后，打开电源，调一微小电输出，观察电路反应是否正常，若不正常（如检流计指针通断时不偏转或偏转过大） ，则再次检查接线及各电阻阻值。正常后，将电压增大至工作电压，进行测量。5、 重复 14 ，测量一个电阻共 6 次，电桥换臂前与换臂后各测量3 次。6、 用箱式电桥测量同样八个电阻阻值。数据记录与计算举例。1、用自组电桥测电阻及测量其灵敏度待测电阻标称值电桥换臂前测量数据电桥换臂后测量数据38 Q1234562200020002000200020002000R / QR / Q400040

9、00320006000200060004204440926138204641736280R / Q偏转格数3.85.55.63.45.45.5平平均 值n/div均的 标准R/Q10501001050100值偏差计算岀 Rx/20442046204620462086.52093.32090.4516.44Q相对灵敏度776.72225.061145.7695.64225.34115.13530.59165.84S2、箱式电桥测量次数12345678倍率示数0.10.10.10.10.10.10.10.1测得电阻平均值 标准平均值差测量盘示数515251795150512251105130516

10、451445143.98.05待测电阻实测515.2517.9515.0512.2511.0513.0516.4514.4514.390.85值3、数据处理自组电桥测得电阻的平均值：Rx =2090.45 Q ,根据公式 uA （R）二? "（Rxi _Rx ）V n（ n -1 ）测得自组电桥的灵敏度的平均值为：送（S -S ）2根据公式 UA (S) ：A丿 ￥n(n-1)' 傀 - Rx )2算岀 A 类不确定度 Ux(R)=16.44 Q , 6(6-1)S =530.59divE (S S)算岀 A 类不确定度 gS)=165.84div6(6 -1)一、简单线路故

11、障的原因和排除实验中出现故障是不可避免的正常情况，对于仪器故障，需由专门人员进行排除；常见简单线路故障的排除则是大学生必须掌握的基本技能。用自组电桥测电阻，实验过程可能出现的故障有：1 ?检流计指针不偏转（排除检流计损坏的可能性）。这种情况的出现，说明桥（检流计）支路没有电流通过，其原因可能是电源回路不通，或者是桥支路不通。检查故障的方法是先用万用电表检查电源有无输出，个联接点之间有无电压，最后分别检查桥支路上的导线、电表电阻档检查）。如果仍未查出原因，则故障必定是四个桥后，采取相应措施排除（如更换导线、开关、电阻等）。然后接通回路，再 检查电源与桥臂的两开关是否完好（注意检流计不能直接用万用

12、臂中相邻的两相桥臂同时断开。查出故障2检流计指针偏向一边。出现这种情况，原因有三种：原因之一，比例系数（倍率）Kr 取值不当，改变Kr 的取值，故障即便消失。不论何值，检流计指针始终偏向一边，则有：原因之二，四个桥臂中必定有一个桥臂断开；Kr和 Rs原因之取三，四个桥臂中某两个相对的桥臂同时断开。对于后两种原因引起的故障，只需用一根完好的导线便可检查确定。检查时，首先将Rn 调至最大，减小桥臂电流。然后用一根导线将四个桥臂中任一桥臂短路，若检流计指针反向偏转，则说明被短路的桥臂是断开的，可用此导线替换原导线，检查出导线是否断开及电阻是否损坏；若检流计指针偏转方向不变，则说明，被短路桥臂是完好的；若检流计指针不再偏转，则说明对面桥臂是断开的，可进一步判