电桥法测中低值电阻

1、电桥法测中低值电阻East China University of Science and Technology思考与讨论的问题华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology 电桥有许多种电桥有许多种, ,不仅可以测量电阻不仅可以测量电阻, ,不不同的电桥还可以测量电容、电感、温度、同的电桥还可以测量电容、电感、温度、压力、真空度等许多物理量，也广泛应用压力、真空度等许多物理量，也广泛应用于近代工业生产的自动控制中。于近代工业生产的自动控制中。电阻的常用测量方法伏安法伏安法电桥法电桥法电流表

2、、电压表准确度不高，表内及线路电流表、电压表准确度不高，表内及线路本身带有电阻误差，精确度不高本身带有电阻误差，精确度不高 将待测电阻与标准电阻进行比较，将待测电阻与标准电阻进行比较，精确度很高，操作更简洁精确度很高，操作更简洁华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology实验原理直流平衡电桥；平衡比较法直流平衡电桥；平衡比较法电桥的平衡条件？电桥的平衡条件？I=0RsRRRBAX华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Sci

3、ence and Technology实验原理 误差主要来源误差主要来源 1.R1.RA A、R RB B本身的误差本身的误差 2.2.电桥的灵敏度电桥的灵敏度; ; 3. 3.触点误差触点误差; ; 4. 4.电阻箱示值电阻的电阻箱示值电阻的 仪器误差仪器误差RsRRRxBA 修正系统误差修正系统误差 交换法（互易法）交换法（互易法） sRRRRxABSSRRRx 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology仪器的操作技能与调整技术RsRRRBAX比率臂比率臂如何尽快使电桥平衡？如何尽快

4、使电桥平衡？反向区逐次逼近法反向区逐次逼近法如何判断电桥是否平衡？如何判断电桥是否平衡？如何保护检流计？如何保护检流计？允许电流允许电流10-6A华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology1.1.自组电桥自组电桥 C C越小，有效数字位数越多，测量结果越精确越小，有效数字位数越多，测量结果越精确 2.2.箱式惠斯通电桥箱式惠斯通电桥 C C的选取应使的选取应使RsRs有效位数最多（四位），有效位数最多（四位）， 提高测量精度提高测量精度 3.3.开尔文电桥开尔文电桥比率臂的选择CRsRX

5、比率臂比率臂选择原则：充分利用仪器，选择原则：充分利用仪器， 使使Rs有效位数最多，有效位数最多， 测量精度最高。测量精度最高。华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology实验仪器 直流电源，检流计，可变电阻箱，直流电源，检流计，可变电阻箱， 待测电阻，待测电阻， 元器件插座板元器件插座板 QJ24a QJ24a型惠斯通直流电桥型惠斯通直流电桥 QJ42 QJ42型开尔文双臂电桥型开尔文双臂电桥 四端接线箱，螺旋测微计四端接线箱，螺旋测微计华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教

6、学中心East China University of Science and Technology六钮电阻箱1000010001001010.199999.99.90.90(0.0010.002 )SRSRm仪内部接线图内部接线图接入接入转盘数转盘数华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology检流检流计调计调零钮零钮检流计检流计开关开关电源电源开关开关22实验仪器惠斯通电桥比较臂比较臂比率臂比率臂电电源源待测电阻待测电阻接入处接入处使用时使用时将金属将金属片接在片接在外接上外接上华东理工

7、大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology实验仪器开尔文电桥检流检流计调计调零钮零钮电源电源1.5V比较臂比较臂比率臂比率臂待测电阻接入处待测电阻接入处（四端四端）电源电源开关开关检流计检流计开关开关G G短路短路华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology实验内容1.1.自组电桥交换法测量电阻自组电桥交换法测量电阻 Rx2Rx2（200200） Rx3Rx3（20002000）2.2. 自

8、组电桥分别用比率臂为自组电桥分别用比率臂为 100/100 100/100 、100/1000100/1000、 100/10000 100/10000 测量电阻测量电阻 Rx1Rx1（2020）华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology3 .3 .用用QJ-24aQJ-24a型惠斯通箱式电桥，选择合适的比率臂型惠斯通箱式电桥，选择合适的比率臂 分别测量待测电阻分别测量待测电阻Rx1Rx1（2020）、）、 RX2 RX2（200200）、）、 Rx3Rx3（20002000）4.4.试

9、用试用QJQJ4a4a型惠斯通电桥测量铜棒电阻，分析惠斯登型惠斯通电桥测量铜棒电阻，分析惠斯登电桥测量电阻的合适范围。电桥测量电阻的合适范围。5.5.用用QJQJ4242型开尔文双臂电桥测量铜棒电阻，并用作图法计型开尔文双臂电桥测量铜棒电阻，并用作图法计算铜棒的电阻率。算铜棒的电阻率。（提示：测量点选在电阻值为同一数量级处，请思考为什（提示：测量点选在电阻值为同一数量级处，请思考为什么？）么？）24RLLSd实验内容华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology电学实验的操作规程n先接线，后

10、通电先接线，后通电n先断电，后拆线先断电，后拆线 n仪器布局合理仪器布局合理n“便于连线，利于操作，易于观察，保证安全便于连线，利于操作，易于观察，保证安全” n一个一个回路接线一个一个回路接线 准备准备连线连线检查检查实验实验连线连线通电通电归整归整华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology数据处理-交换法测量1.1.计算计算Rx2Rx2和和Rx3Rx3的测量值；的测量值；2.2.推导推导U URxRx, ,，计算，计算U URx2Rx2和和U URx3Rx3 ，实验结果表示为实验结果

11、表示为SSXRRR2221SSXRSSRSSRURRURRUXRXUR 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology实验方法总结1.1.按自组电桥电路图按自组电桥电路图, ,根据电学实验的操作规程正确接线根据电学实验的操作规程正确接线2.2.用用“反向区逐次逼近法反向区逐次逼近法”调节电桥平衡调节电桥平衡3.3.正确使用桥路中高值限流电阻正确使用桥路中高值限流电阻RMRM，以保护检流计，以保护检流计4.4.正确调整箱式电桥正确调整箱式电桥5.5.惠斯登电桥比率臂的选择原则为测量结果的有效数

12、字惠斯登电桥比率臂的选择原则为测量结果的有效数字 最多最多 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology注意事项1.1.请注意保护检流计请注意保护检流计: :检流计允许通过的电流为检流计允许通过的电流为1010-6-6A,A,在实验在实验中中, ,每一操作必须考虑检流计的安全每一操作必须考虑检流计的安全; ;2.2.用箱式电桥测定待测电阻前用箱式电桥测定待测电阻前, ,应先粗略估测其阻值应先粗略估测其阻值; ;3.3.电阻值随温度变化电阻值随温度变化, ,开关应短时间接通开关应短时间接通; ;不测量时不测量时, ,关掉电源关掉电源4.4