电桥法测量电阻

1、会计学1电桥法测量电阻电桥法测量电阻CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGYPhysics Experiment Center一、实验目的一、实验目的1. 了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥的工作原理；的工作原理；2. 掌握用自搭惠斯通电桥测量电阻；掌握用自搭惠斯通电桥测量电阻；3. 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。干电池干电池被测电阻被测电阻检流计检流计多盘十进变阻器多盘十进变阻器变阻器变阻器变阻器变阻器 QJ23型箱式直流单臂电桥内部电路图型箱式直流单臂电桥内部电路图测量范围测量范围/1-1

2、010-102102-103103-104104-105105-106106-107比率比率0.0010.010.11101001000注意：注意：使用惠斯通电桥测电阻前，应根据粗测值，使用惠斯通电桥测电阻前，应根据粗测值，然后选用合适的比率（尽可能使然后选用合适的比率（尽可能使R0有四位有效数有四位有效数字）字）,并将比较臂的旋钮旋至适当的位置上，这样并将比较臂的旋钮旋至适当的位置上，这样可避免因电桥远离平衡状态而使检流计流过太大可避免因电桥远离平衡状态而使检流计流过太大的电流的电流。QJ23型箱式直流单臂电桥比率选择表型箱式直流单臂电桥比率选择表 R1、R2均为均为固定电阻，固定电阻， R

3、x为为被测电阻，被测电阻， R0为为可调标准电阻，可调标准电阻，G为灵敏电流计，为灵敏电流计，Us为工作电源为工作电源电压电压。当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有102xRRRR即即102xRRRR 若比例臂若比例臂 和和R0已知，已知，就就可以求出可以求出被测电阻被测电阻Rx为的阻值为的阻值。 12RCR一一. 用自搭惠斯通电桥测电阻用自搭惠斯通电桥测电阻1) 按图先摆好仪器，再接好线按图先摆好仪器，再接好线路。路。2) 根据被测电阻的阻值范围，根据被测电阻的阻值范围，以及以及R1:R2的比例值估算的比例值估算R0的的范围。范围。3) 适当调节标准电

4、阻适当调节标准电阻R0直到检直到检流计的指针指流计的指针指“0”，记下，记下R0值，按公式算出值，按公式算出RX的值。的值。R1R2RxR0二二. . 用用QJ23QJ23型箱式直流单臂电桥测电阻型箱式直流单臂电桥测电阻1调零调零2选择倍率选择倍率4逐步逼近法调节逐步逼近法调节3阶越法按下阶越法按下(1) 用自搭惠斯通电桥测电阻（用自搭惠斯通电桥测电阻（RX1约几十欧，约几十欧，RX2约约1K）xRR1/R2/R0/Rx/Rx1100100100200100300Rx2100010001000200010003000R1/ R2R0 /RX标称值标称值RX的自搭电桥测量值的自搭电桥测量值相对误

5、差相对误差(2) 用用QJ23型箱式直流单臂电桥测电阻型箱式直流单臂电桥测电阻CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGYPhysics Experiment Center1. 了解开尔文电桥的结构；了解开尔文电桥的结构；2. 了解用双臂电桥测低电阻的原理和方法；了解用双臂电桥测低电阻的原理和方法；3. 学会测量导体的电阻率。学会测量导体的电阻率。QJ44型箱式直流双臂电桥的版面示意图型箱式直流双臂电桥的版面示意图QJ44型直流双臂电桥倍率选择表型直流双臂电桥倍率选择表倍率倍率1001010.10.01被测电被测电阻范围阻范围1.1110.111.10.0110.110.

6、00110.0110.0000110.0011准确度准确度等级等级0.2级级 R1、R2、 R3、R4均为可调电均为可调电阻，阻，Rx为被测为被测低电阻，低电阻， Rs为为低值标准电阻。低值标准电阻。314123424()xSRRrRRRRRRRr RR2. 调节调节R1、R2、 R3、R4，使电桥平衡，可求得使电桥平衡，可求得3124RRRR当当 时时12xSRRRRLRS24SdRRLL3. 测量导体的电阻率测量导体的电阻率 实验指出，导体的电阻与其长度实验指出，导体的电阻与其长度L 成正比，成正比，与其横截面积与其横截面积S 成反比，即：成反比，即：式中比例系数式中比例系数称为导体的电阻

7、率，可按下式称为导体的电阻率，可按下式求出求出式中式中d 为圆形导体的直径。因此当测得为圆形导体的直径。因此当测得 d、L 和和R 之后，可求得导体的电阻率。之后，可求得导体的电阻率。 1.“B1”开关扳到开关扳到“通通”位置，等稳定后，调节检流计指位置，等稳定后，调节检流计指针在零位，灵敏度旋钮在最低位置。针在零位，灵敏度旋钮在最低位置。2. 将被测电阻箱各旋钮指零，接在电桥相应的将被测电阻箱各旋钮指零，接在电桥相应的C1、P1 、P2 、C2接线柱上。接线柱上。3. 估计被测电阻大小，选择适当倍率位置。估计被测电阻大小，选择适当倍率位置。4. 调节步进读数盘调节步进读数盘 和滑线读数盘和滑

8、线读数盘，电桥逐步趋于平衡时电桥逐步趋于平衡时再逐步加大灵敏度，直至灵敏度达到最高，电桥仍平衡再逐步加大灵敏度，直至灵敏度达到最高，电桥仍平衡为止。此时为止。此时待测电阻待测电阻 Rx=倍率读数倍率读数 （步进读数（步进读数+滑线读数）滑线读数）5. 用游标卡尺测出用游标卡尺测出P1、P2间的长度间的长度l 和不同部位的直径和不同部位的直径d。6. 求出导体的电阻率求出导体的电阻率。铜棒铜棒123456平均值平均值 电阻电阻R/ 长度长度L/mm 直径直径d/mm电阻率电阻率/(m)2221/22222/31RRRUSui i 仪2222()()()%dlrUUUUERdL计算铜棒不确定度计算

9、铜棒不确定度U （分别计算（分别计算UR 、UL 、 Ud)然后分别求出然后分别求出 UL，Ud 。再计算铜的相对不确定度再计算铜的相对不确定度U / :(m)UU(m)Umax%0.004mm()0.02mmRRdL仪仪仪螺旋测微器游标卡尺求出求出 结果表示为：结果表示为：参考数据：参考数据：式中式中为准确度等级，为准确度等级，Rmax为电桥读数的满刻度为电桥读数的满刻度()当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有102xRRRR即即102xRRRR 若比例臂若比例臂 和和R0已知，已知，就就可以求出可以求出被测电阻被测电阻Rx为的阻值为的阻值。 12RC

10、R当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有102xRRRR即即102xRRRR 若比例臂若比例臂 和和R0已知，已知，就就可以求出可以求出被测电阻被测电阻Rx为的阻值为的阻值。 12RCR R1、R2、 R3、R4均为可调电均为可调电阻，阻，Rx为被测为被测低电阻，低电阻， Rs为为低值标准电阻。低值标准电阻。 R1、R2、 R3、R4均为可调电均为可调电阻，阻，Rx为被测为被测低电阻，低电阻， Rs为为低值标准电阻。低值标准电阻。1.“B1”开关扳到开关扳到“通通”位置，等稳定后，调节检流计指位置，等稳定后，调节检流计指针在零位，灵敏度旋钮在最低位置。针在零位，灵敏度旋钮在最低位置。2. 将被测电阻箱各旋钮指零，接在电桥相应的将被测电阻箱各旋钮指零，接在电桥相应的C1、P1 、P2 、C2接线柱上。接线柱上。3. 估计被测电阻大小，选择适当倍率位置。估计被测电阻大小，选择适当倍率位置。4. 调节步进读数盘调节步进读数盘 和滑线读数盘和滑线读数盘，电桥逐步趋于平衡时电桥逐步趋于平衡时再逐步加