大学物理实验报告-直流电桥测电阻实验

自组直流电桥测量电阻创建人： 总分:得分:一、实验目的与实验仪器共创建人： 总分:得分:一、实验目的与实验仪器共10分，得 分目的：理解惠斯通电桥的平衡原理及桥式电路的特点。学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。了解影响电桥灵敏度的因素，并对测量结果进行误差分析。实验仪器：直流稳压电源，开关，四线电阻箱（3个），滑动变阻器（2个），待测电阻（3个），检流计，导线若干。二、实验原理 共15分，得 分1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。图6.1.2-12、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R]/R2=l时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改变一个微小量^只。，则电桥失去平衡，从而有电流IG流过检流计。如果IG小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到Rx=R0+△R0，△R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△Rx。引入电桥的灵敏度，定义为S=An/（^R/R）XX

式中的厶企是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上若是待测电阻Rx不能改变时，可通过改变标准电阻R0的微小变化△R0来测电桥灵敏度），△n是由于△Rx引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。S的表达式可变换为S=An/（^R0/R0）= （△-/（△R。/R0））=S1S2其中S1是检流计自身的灵敏度，S2=^Ig/（AR0/R0）由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S2与电源电压、检流计的内阻及桥臂电阻等有关。3、交换法（互易法）减小和修正自搭电桥的系统误差自搭一个电桥，不考虑灵敏度，则R]、R2、R0引起的误差为△Rx/Rx=AR/R]+AR2/R2+^R0/R0。为减小误差，把图6.1.2-1电桥平衡中的R1、R2互换，调节R0,使IG=0，此时的R0记为R0',则有Rx=R2/R1Ro'

尺="扎'汽耳这样就消除了 R2造成的误差。这种方法称为交换法，由此方法测量企的误差为△Rx/Rx=1/2（AR0/R0+AR0'/Ro'）即仅与电阻箱R0的仪器误差有关。若R0选用具有一定精度的标准电阻箱，则系统误差可以大大减小。三、实验内容和步骤共三、实验内容和步骤共15分，得 分1、 按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。2、 线路连接好以后，检流计调零。3、 调节直流电桥平衡。4、 测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=An/（ARx/Rx）或5=厶*/（厶只0/RO）计算出直流电桥的电桥灵敏度。5、 记录数据，并计算出待测电阻值。1、四、薮据记录与处理 总分值：601、待测电阻序号345678910标称值（Q）200100061001070027400105000499000自组电桥测电阻，测电桥灵敏度S=△nAR/R交换法由标准电阻计算Rx,工一』用凡，电阻箱仪器误差二卞=0.1q☆（不计分）⑴电源电压E（V）=20☆（不计分）（2）检流计量程（uV）=50

☆（不计分）（3）Rx标称值（Q）=1000☆（25分） （4）待测电阻及电桥灵敏度的测量数据表格：AR=R—o+—o（5分）（5） x x（Ro Ro丿计算过程和结果：（5分）（6）待测电阻的测量结果表达式Rx=R土ARx=R2/（Rl*R0）（5分）（7）电桥灵敏度与桥路电阻的关系描述：电桥灵敏度与桥臂阻值成反比★2、直流电桥灵敏度研究（15分）数据表格：电压| 0・5V | 1・0V | 1・5V | 2.0 | 2・5V | 3.0V

RO580.3580.3580.3580.3580.3580.3△RO137.767.645.532.926.822.7△n555555S21.0742.9263.7788.19108.265127.82☆（5分）电桥灵敏度与电路电压的关系描述：电桥灵敏度与电路电压成正比。五、实验感悟通