电桥的测量大学物理实验

QJ31型直流单双臂电桥实验原理如果B、D两点的电位相等，BDAC检流计中没有电流通过，IG=0

电桥达到平衡:I1R1＝I2R2,IxRx＝I3R3VAB＝VAD，VBC＝VDC；I1＝Ix，I2

＝I3I1R1＝I2R2,IxRx＝I3R3I1＝Ix，I2＝I3I1R1＝I2R2,I1Rx＝I2R3k:倍率k倍率QJ31型直流单臂电桥待测

k：可选择R3由4个可调电阻组成，类似电阻箱电源按钮

检流计按钮

型直流单双臂电桥QJ31QJ31型直流单双臂电桥单臂电桥双臂电桥单臂电桥:测一般的电阻双臂电桥:测低值电阻×105×104×103×102×10用单臂电桥测量电阻，没有考虑接触电阻和接线电阻。当被测电阻的阻值低于1Ω时(称为低值电阻)，测量误差显著增大起来，原因是因为被测电阻接入测量线路中，连接用的导线本身具有电阻(称为接线电阻)，被测电阻与导线的接头处亦有附加电阻(称为接触电阻)。接线电阻和接触电阻的阻值约为10-2—10-5Ω。接触电阻虽然可以用清洁接触点等措施使之减小，但终究不可能完全清除。对于低值电阻，会造成很大误差，甚至完全无法得出测量结果。所以，用单臂电桥来测量低值电阻是不可能精确的。单臂电桥为了消除上述误差的影响，必须在测量线路上采取措施，避免接线电阻和接触电阻对低值电阻测量的影响。由此设计出双臂电桥。双臂电桥本实验只做单臂电桥双臂电桥Rx接口倍率k待测

Rx电源按钮检流计按钮

R3由4个可调电阻组成外接电源外接检流计调零电源选择灵敏度选择

×105×104×103×102×10步骤1估计被测电阻的数量级：用万用表粗测、或由色环判断电阻色环电阻

4色环电阻5色环电阻前面的1-2（或3）环分别代表阻值的有效数值；倒数第二环代表倍率；最后一环代表误差。颜色无银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白第一位有效值

0123456789第二位有效值

0123456789第三位倍

乘

10-210-1100101102103104105106107108109第四位误差/%±20±10±5

±1

±2

200×103=200k欧姆误差为：±1%P45附录6表示：198~202kΩ颜色无银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白第一位有效值

0123456789第二位有效值

0123456789第三位倍

乘

10-210-1100101102103104105106107108109第四位误差/%±20±10±5

±1

±2

10×102=1k欧姆误差为：±10%看色环电阻技巧——分辨头尾：先找标志误差的色环，一般金、银表示电阻误差，只要有金环和银环，一般是色环电阻的最末一环。一般末环（误差）与前面的环之间的间隔要宽些。步骤2根据被测电阻的数量级选择合适的电源电压、倍率倍率的选择：尽量第1旋钮的度数不为0目的：例如：300Ω选如图:Rx=(9×1+9×0.1+2×0.01+2×0.001)×10=99.22

Ω使测量值的有效位数最多——4位102档；104档2000Ω选103档40kΩ选若2000Ω选104档2000Ω应选103档第1旋钮为0

第2、3、4

分别：2、0、00.200×104=2.00kΩ若2000Ω选102档无法平衡——测不出

2.00kΩ——三位有效位

倍率测量上限分辨率（Ω）准确度推荐使用电源单桥1051.111MΩ100±（0.5%RX+500）15V104111.1KΩ10±（0.2%RX+20）10311.11KΩ1±（0.1%RX+1）6V1021.111KΩ0.1±（0.1%RX+0.1）3V10111.1Ω0.01±（0.5%RX+0.05）电源电压的选择：若不知被测电阻值，应选择电压最小值步骤3调节检流计调零旋钮，使检流计指针指零

接通电源开始：灵敏度旋钮放置较小（因太大灵敏不好调节）（逆时针向左旋，使标记水平：9点位置）基本平衡后：再加大灵敏度。最大灵敏度：3点位置灵敏度旋钮：旋到尽头——失效步骤4先按B（接通电源），再按G，可以避免对检流计的冲击影响。放开时，要先断开G，再断开B，也是这个道理。有些测量对象含有电感性，当接通电源瞬间，会有感应电动势产生，会对检流计有冲击，容易损坏检流计。反之：转90度后，可松开按键

开始时，按G：应用点触法基本平衡后可固定B、G按键：按下键钮，转90度保护检流计的做法：测量完毕后，放开二按钮，断开电源步骤5灵敏度旋钮放置最小（逆时针旋转为小：标记水平）电压选最小值按G用点触法（被测电阻的数量级估计不准时）实验要求1、判断本实验室提供的色环电阻的阻值，并算出其阻值2、测量3个电阻。3、记录测量每个电阻所用的电压、倍率，4个旋钮的数值。4、算出待测阻值。并与由色环判断的结果做比较。估计被测电阻的数量级：由色环判断电阻根据被测电阻的数量级选择合适的倍率电源电压先选最小调节检流计调零旋钮，使检流计指针指零

接通电源按G用点触法记录数据记录测量值测量次数R理±误差倍率kR3Rx百分误差ER1/ΩR2/ΩR3/Ω百分误差R理：由色环读出由色环读出思考：（1）使用电桥时应该怎样保护灵敏电流计？（2）当检流计指针向右偏时，应将R3调小还是调大？（3）惠斯登电桥的倍率若选择不当会出现什么问题？测一约2000Ω电阻，比率为103，调到基本平衡时，为R3=2.000Ω，距平衡位置差n右=4格，若R3增加（最小步进）0.001Ω（从0→1），检流计指针向左偏离平衡位置n左=9格，无法调到平衡。这时可用内插法求Rx：

内插法（选做）：可读多1位有效位：5位可提高仪器原有的精度

10010＋－n右n左可能检流计的按钮没按下去灵敏检流计指针不偏转？（3）箱式惠斯登电桥的倍率若选择不当会出现什么问题？答：如果选择的倍率过小以致于待测阻值超过能测量的范围，则电桥无法调平衡，测不出待测阻值；如果选择的倍率过大，使第一个旋钮上的示数为零，减少了有效位数，降低了电桥灵敏度，增大了实验误差。---**（4）能否用直流电桥测毫安表或伏特表的内阻？测量时要特别注意什么问题？

答：可以。实验过程中注意事项：

1、先用万用表粗测毫安表或伏特表的内阻，使之选择适当的比率，避免比率选择不当