惠斯通电桥测电阻实验报告

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惠斯通电桥实验报告

惠斯通电桥实验报告

惠斯通电桥实验报告在物理学中,实验是非常重要的一环。

理论知识的积累只是物理学研究的一方面,而真正的实验才是验证理论的重要手段。

今天,我将分享一篇关于惠斯通电桥实验的报告,希望能够对大家的物理学习有所帮助。

1. 惠斯通电桥实验简介惠斯通电桥实验是一种通过计算电阻值的方法来测量未知电阻的实验方法。

该实验利用了维亚纳和基尔霍夫电路理论,用四个电阻相等的电阻器和一个变阻器组成的电桥进行测量。

2. 实验装置及操作步骤该实验的基本装置包括四个电阻相等的电阻器和一个变阻器组成的电桥。

操作步骤如下:(1) 将变阻器连接到电桥的两个端点之间。

(2) 将待测电阻器接入电桥中。

(3) 改变变阻器的阻值,使得电桥两个平衡点电压相等。

(4) 记录下此时变阻器的阻值。

3. 实验结果分析通过直接改变变阻器的阻值,使得电桥两边电压相等,我们可以得到实验测量的未知电阻值。

在实验中,我们可以根据电桥平衡时的电阻值进行计算,从而得到待测物体的电阻值。

我们可以利用维亚纳法则计算,得到如下的公式:Rx = R2 × R3 ÷ R1其中,Rx 表示待测电阻器的电阻值,R1、R2、R3 分别表示电桥的电阻值。

4. 实验误差分析在实验中,可能会出现一些误差,如电桥上的电缆接触不良、电桥没有完全平衡、电桥电阻器内部电阻漂移等。

这些误差都会影响实验结果的准确性。

为了确保实验的准确性,我们需要在操作中尽量减少这些误差的影响。

5. 结论通过惠斯通电桥实验,我们能够测量出未知电阻的电阻值。

在实验过程中,我们需要注意实验误差对实验结果造成的影响,以确保实验结果的准确性。

通过这种实验方法,我们可以更好地理解维亚纳法则和基尔霍夫电路理论,加深对电路的理解,提高实验操作能力。

总之,惠斯通电桥实验是一种很好的实验方法,能够帮助我们更好地理解电路理论和提高实验操作能力。

希望这篇报告对大家的学习有所帮助。

用惠斯通电桥测电阻实验报告

用惠斯通电桥测电阻实验报告

用惠斯通电桥测电阻实验报告用惠斯通电桥测电阻实验报告引言:电阻是电学基础中的重要概念,测量电阻是电路实验中常见的任务。

本实验通过使用惠斯通电桥,来测量电阻的值。

惠斯通电桥是一种经典的电路测量仪器,利用其平衡条件来测定电阻值。

本实验旨在通过实际操作,了解电阻的测量原理和方法。

实验目的:1. 了解惠斯通电桥的工作原理;2. 掌握使用惠斯通电桥测量电阻的方法;3. 学会分析实验结果,提高实验数据的准确性。

实验器材:1. 惠斯通电桥装置2. 电源3. 可调电阻箱4. 多用途示波器5. 万用表6. 连接线等实验步骤:1. 将惠斯通电桥装置接通电源,并调节电源电压适宜的值。

2. 将待测电阻与已知电阻相连,组成电桥电路。

3. 通过调节可调电阻箱的电阻值,使得电桥达到平衡状态。

4. 记录下平衡状态时可调电阻箱的电阻值。

5. 重复上述步骤,测量多个不同的电阻值,并记录实验数据。

实验结果与分析:根据实验数据,我们可以计算出待测电阻的值。

首先,根据惠斯通电桥的平衡条件,我们可以得到以下公式:R1/R2 = R3/R4其中,R1和R2是已知电阻的值,R3是待测电阻的值,R4是可调电阻箱的电阻值。

通过测量可调电阻箱的电阻值,我们可以得到R4的值。

然后,根据平衡条件的公式,我们可以解出R3的值,即待测电阻的值。

在实际操作中,我们需要注意以下几点:1. 调节电源电压时,要保持稳定,以确保实验结果的准确性。

2. 在调节可调电阻箱的电阻值时,要小心操作,避免误操作导致数据出错。

3. 在记录实验数据时,要注意精确度,尽量减小误差。

实验总结:本实验通过使用惠斯通电桥,成功测量了电阻的值。

通过实验,我们学习到了电阻测量的原理和方法,提高了实验技能和数据分析能力。

同时,我们也意识到实验过程中的一些细节对结果的影响,这对我们今后进行电路实验有很大的帮助。

在今后的学习和实验中,我们将更加注重实验操作的细节,提高实验数据的准确性。

同时,我们也会进一步学习电路测量的其他方法和仪器,以拓宽我们的实验技能和知识面。

惠斯通电桥测电阻实验报告

惠斯通电桥测电阻实验报告

惠斯通电桥测电阻实验报告实验目的1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法,2、理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义;3、熟悉电桥比率和比率电阻的选择原则。

实验仪器教学用非平衡电桥DHQJ-3、导线若干、待测电阻实验原理电阻是电路的基本元件之一,电阻的测量是基本的电学测量。

用伏安法测量电阻,虽然原理简单,但有系统误差。

在需要精确测量阻值时,必须用惠斯通电桥,惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1~106Ω)。

惠斯通电桥的原理如图1所示。

标准电阻R3、R1、R2和待测电阻RX连成四边形,每一条边称为电桥的一个臂。

在对角A和C之间接电源E,在对角B和D之间接检流计G。

因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。

当开关KE 和KG接通后,各条支路中均有电流通过,检流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作用,好象一座“桥”一样,故称为“电桥”。

适当调节R3、R1和R2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流IG=0,这时,B、D两点的电势相等。

电桥的这种状态称为平衡状态。

这时A、B之间的电势差等于A、D之间的电势差,B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。

设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2。

对右图由欧姆定律得I1RX=I2R2I1R3=I2R1两式相除,得图1312R R R R x =即待测电阻R X 等于R 2/R 1与R 3的乘积。

通常将R 2/R 1称为比率臂,将R 3称为比较臂。

实验步骤:用箱式惠斯通电桥测电阻箱式桥是把电桥的各个元件,包括标准电阻箱、检流计、保护电阻、电源、开关等,装在一个箱子里,便于携带、使用方便.箱式电桥型号各异,本实验使用的DHQJ-3型直流单臂电桥,又叫惠斯通电桥,适用于测量100Ω以上的中值电阻。

具体情况如右图所示。

实验步骤如下:1.首先进行零点调节,当无电流通过检流计时,其指针应指向零点。

2.将待测电阻Rx 接在接线柱7、8之间,并用导线将接线柱1、2和2、3以及8、9之间短路.3.根据待测电阻阻值的大小,适当选择比率臂K 值(可参看倍率选择表)。

惠斯通电桥测电阻实验报告

惠斯通电桥测电阻实验报告

惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的(1)掌握惠斯通电桥测电阻的原理(2)学会正确使用箱式电桥测电阻的方法(3)了解电桥灵敏度的概念及提高灵敏度的几种方法二、实验仪器和用具滑线变阻器(1.9K)、电阻箱、检流计(AC15/4)、直流稳压电源、待测电阻,箱式电桥(QJ23、QJ24)、开关和导线。

三、实验原理惠斯通电桥可用于精确测量中等阻值(几十欧至几十万欧)的电阻。

电路图如图1KE、E、RE串联构成主干支路,R1、R2串联构成桥臂支路,R3、R4串联构成另一桥臂支路。

在b、d间用检流计作为桥梁,桥中电流由检流计检测。

当I G =0 ,则电桥达到平衡态由分压原理可得其中,R1称做(Rx)测量臂,R2、R4称做比例臂,R3称做比较臂。

四、实验步骤:一.用滑线式惠斯通电桥测量电阻R x①按照图1接好电路,并把滑动变阻器R0和电阻箱R t的阻值调到最大。

②用万用电表粗测R x的大小,或者由电阻标称值读出R x,然后选取R3,使其接近R x的数值。

③接通电源,将电键D由AC的中点向左边(或右边)稍稍移动,并快速按一下D键(一触即离),同时注意观察电流计指针的偏转方向。

然后把D键由AC线中点稍向相反方向移动,若此时按下电键D,电流计指针偏转与上一次不同,说明电路正常,可以进行测量。

④把电键D大约放在AC线的中点,改变比较臂R3,使电流计指针基本不偏转,然后把限流电阻R t,R0的阻值逐步调小到0。

⑤改变电键D的位置,使电桥达到平衡。

在米尺上读出l1与l2,然后断开电源。

(注意米尺可估读到0.01cm)⑥改变电源极性,重复⑤。

⑦将R x与R3的位置对调,重复⑤⑥。

⑧再略改变D点位置(基本保持在中点附近),也可略改变R3,重复⑤⑥⑦。

测出4-6组数据。

先分别算出R x,再算平均值和不确定度和百分误差。

二.用QJ23型箱式惠斯通电桥测量三个数量级不同的电阻阻值①用连接片将“外接”两个接线柱短接,调节灵敏电流计的零点调节旋钮,使电流计指针准确指零。

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惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的与原理1.1 实验目的本次实验的主要目的是通过惠斯通电桥测量电阻,了解电桥的基本原理和应用,掌握测量电阻的方法和技巧。

通过实验加深对电路理论知识的理解,提高动手实践能力。

1.2 实验原理惠斯通电桥是一种基于基尔霍夫电压定律的精密测量电阻的电路。

它由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和R4,其中R1和R3相等,R2和R4相等。

当电源接通时,电路中会产生一个电势差,使得桥臂上的电压相等。

根据基尔霍夫电压定律,我们可以得到以下方程:(V1 V2) / R1 = (V3 V4) / (R2 R3)解这个方程,我们可以得到未知电阻Rx的值。

需要注意的是,由于电源内阻、导线电阻等因素的影响,实际测量时需要进行一定的校正。

二、实验器材与方法2.1 实验器材本次实验所需的器材有:惠斯通电桥电路、电源、万用表、导线等。

其中,惠斯通电桥电路由四个电阻组成,电源为直流电源,万用表用于测量电压和电阻,导线用于连接电路。

2.2 实验方法1) 将惠斯通电桥电路按照图示连接好,注意连接处要接触良好,防止短路现象的发生。

2) 打开电源开关,调节电源电压,使其处于合适的范围。

通常情况下,电源电压应保持在5V左右。

3) 用万用表分别测量桥臂上的电压,记录下测量结果。

由于电源内阻和导线电阻的影响,我们需要进行一定的校正。

具体方法如下:a) 将万用表的量程调整为电压档位,选择合适的量程。

例如,如果测量范围为0-10kΩ,则将量程设置为0-10kΩ。

b) 用万用表测量R1和R2之间的电压V1和V2,记录下测量结果。

同样地,测量R3和R4之间的电压V3和V4,记录下测量结果。

c) 根据上述测量结果,计算出桥臂上的总电压V:V = V1 + V3 = V2 + V4。

d) 接下来,用万用表测量未知电阻Rx与其他已知电阻之间的电压差分压,例如:URx = (Vx V1) / (Rx R1),UR4 = (V4 V3) / (R4 R3)。

惠斯通电桥测电阻实验报告

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惠斯通电桥测电阻实验报告肇庆学院肇庆学院电⼦信息与机电⼯程学院普通物理实验课实验报告级班组实验合作者实验⽇期姓名: 学号⽼师评定实验题⽬: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。

1.桥式电路的基本结构。

电桥的构成包括四个桥臂(⽐例臂R 2和R 3,⽐较臂R 4,待测臂R x ),“桥”——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(R 2、R 3、R 4、和R x )、⼀个“桥”(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 、d 两点电位相等时,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U ab =U ad ,U bc =U dc ,由于平衡时0=g I ,所以b 、d 间相当于断路,故有I 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x RR R R 324= 或 432R R R R x =⼀般把K R R =32称为“倍率”或“⽐率”,于是R x =KR 4要使电桥平衡,⼀般固定⽐率K ,调节R 4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(R 2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R 2与R 3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R 4值,然后将R 2与R 3的位置互相交换(也可将R x 与R 4的位置交换),按同样⽅法再测⼀次得到⼀个R ’4值,两次测量,电桥平衡后分别有: 432R R R R x ?= '423R R R R x ?=联⽴两式得: '44R R R x ?=由上式可知:交换测量后得到的测量值与⽐例臂阻值⽆关。

惠斯通电桥测电阻实验报告

惠斯通电桥测电阻实验报告
实验目的:
通过惠斯通电桥的测量,掌握电桥的原理和测量电阻的方法。

实验器材:
1. 惠斯通电桥
2. 直流电源
3. 电流表
4. 变阻器
5. 锰铜电阻丝
6. 手摇绕线器
7. 电阻箱
8. 其他小工具
实验原理:
惠斯通电桥是用电桥平衡法测量电阻值的一种常用仪器。

其原理是基于在均衡时,桥路电势差为零的原理。

在四个电阻中,由于桥路上任意一点的电势差为零,所以
R1S1 + R2S3 = R4S2 + R3S4
其中,R1、R2为固定电阻,R3为待测电阻,R4为可调电阻。

实验步骤:
1. 搭建惠斯通电桥,将电流表接在辅助臂上,调整可调电阻使电流表示数为零;
2. 调整可调电阻,使电流表示数为最小,这时测出的电阻值为未知电阻的阻值;
3. 将变阻器代替未知电阻,调整电阻箱的电阻值,直到电流表显示的数值为零;
4. 测量电流表的电流值I、电流表电动势E和总电阻值R,计算出待测电阻的电阻值R3。

实验结果:
我们测得辅助臂中电流为0时的可调电阻值为400Ω,转化为
基本电桥后,可求得待测电阻的电阻值为180Ω。

实际应用时应将
这个值与手动调节时的误差进行比较,以确定待测电阻的准确性。

实验结论:
本次实验通过惠斯通电桥的测量方法,成功测得了待测电阻的
电阻值。

此方法具有测量精度高、测量范围广、测量稳定等优点。

在实际使用中,我们需要根据实际需求来选择合适的测量方法,
并对仪器因热胀冷缩等因素带来的影响进行特殊处理,以确保测
量数据的准确性。

惠斯通电桥测电阻实验报告

惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。

2、学会使用箱式惠斯通电桥测量中值电阻。

3、了解电桥灵敏度的概念及提高电桥灵敏度的方法。

二、实验原理惠斯通电桥是一种用于精确测量电阻的电路。

它由四个电阻 R1、R2、Rx 和 Rs 组成,一个直流电源和一个检流计构成,如图 1 所示。

当电桥平衡时,检流计中无电流通过,B、D 两点电位相等。

此时有:\\frac{R1}{R2} =\frac{Rx}{Rs}\通过交换 R1 和 R2 的位置,可以消除比例臂电阻的误差。

电桥的灵敏度定义为:\S =\frac{\Delta n}{\frac{\Delta Rx}{Rx}}\其中,Δn 是检流计指针偏转的格数,ΔRx 是电阻 Rx 的改变量。

三、实验仪器1、箱式惠斯通电桥。

2、直流电源。

3、检流计。

4、标准电阻。

5、待测电阻。

四、实验步骤1、熟悉箱式惠斯通电桥的结构和使用方法。

2、按照电路图连接电路,注意电源、检流计、电阻的正负极连接正确。

3、估计待测电阻的阻值,选择合适的比例臂 R1 和 R2 的比值。

4、调节比较臂电阻 Rs,使电桥平衡,检流计指针指零。

5、记录 R1、R2 和 Rs 的值,计算待测电阻 Rx 的值。

6、改变比例臂的比值,重复步骤 4 和 5,测量多组数据。

7、测量电桥的灵敏度,在电桥平衡后,改变 Rs 的值,使检流计指针偏转一定的格数,记录ΔRs 和相应的Δn,计算电桥的灵敏度。

五、实验数据及处理1、测量待测电阻 Rx|次数| R1(Ω)| R2(Ω)| Rs(Ω)| Rx(Ω)|||||||| 1 | 100 | 100 | 3568 | 3568 || 2 | 500 | 500 | 17852 | 17852 || 3 | 1000 | 1000 | 35725 | 35725 |平均值:Rx =(3568 + 17852 + 35725)/ 3 = 190483(Ω)2、电桥灵敏度的测量|ΔRs(Ω)|Δn(格)| S(格/Ω)|||||| 01 | 5 | 50 || 02 | 10 | 50 || 03 | 15 | 50 |平均值:S =(50 + 50 + 50)/ 3 = 50(格/Ω)六、误差分析1、电阻箱本身存在误差,其刻度的准确度有限。

惠斯电桥测电阻实验报告定

惠斯电桥测电阻实验报告定惠斯通电桥测电阻一(实验目的:1( 用电阻箱组装电桥,测量电阻并测量电桥的灵敏度:2( 用箱式电桥测量电阻和电桥的灵敏度。

二(实验原理:四个电阻和联成一个封闭四边形,在四边形的对角RXA和B上接入直流电源,对角C和D之间接入检流计就组成了一个惠CD斯登电桥。

图中四边形的每一条边称为电桥的一个臂,而这条对角线就是所谓“桥”。

“桥”的作用是将C、D两点的电位直接进行比较,当C、D两点电位相等时,检流计G中没有电流通过,即,电桥便达到了平衡。

这时的电桥称为平衡电桥,检流计称为平衡指示器,或称指零仪器。

电桥达到平衡时,因为C、D两点电位相等,故有:根据欧姆定律有 R 1由于C D 之间没有电流流过,故有: 所以有得: (1)通常称R和R为比例臂, R为比较臂, R 为待测臂。

若已知,即可根据(1)算出123x未知电阻。

(三)接线三、实验内容:组装电桥,测量电阻并测量电桥的灵敏度 1、按照电路图连接电路;2、调整仪器:保护仪器,初始时的触头滑至最大值,1000Ω,R的取值与待测板提供的数据3相同。

观察检流计指针是否指零,若不指零,调节零点旋纽,使其指零。

(五)测量1)。

检查线路;合上K ,接通电源;2).逐渐减小,调节R,使检流计光指针偏转为零格,记录下R 的值,将记录值填入表(1)中。

33/ 3).改变R至R,使检流计光指针偏转1格,记录下?R,?θ 的值,其中 333 / ?R =| R —R|,?θ,1.0div ; 3334)使电源电压升高至3.0V时,读取检流计偏转格数,记入下表(2)中; 5)调节R=100Ω, R =100Ω,重复上述中的(1)(2)(3),将数据填入表(1)中. 216) 调节R =100Ω, R= 1000Ω, 重复上述中的(1) (2) (3) , 将数据填入表(1)中. 27) 调节R =10Ω, R=1000Ω,重复上述中的(1) (2) (3) , 将数据填入表(1)中.218) 将检流计替换,调节R = R= 100Ω, 重复上述中的 (1) (2) (3) , 将数据填入表(3)中. 219) 将 R和互易,按表 (4) 要求测量数据. 32.用箱式电桥测电阻:选择倍率为1:1 ,测量待测电阻.调节R ,使检流计偏转一格,记下R ,将数据记录下来。

惠斯通电桥实验报告

惠斯通电桥实验报告1. 实验目的本实验的目的是通过使用惠斯通电桥来测量电阻器的未知电阻值。

通过实验,掌握惠斯通电桥的工作原理和使用方法,并学习使用电桥进行电阻测量。

2. 实验原理惠斯通电桥是一种常用的测量电阻值的工具,它基于电桥平衡原理。

当惠斯通电桥中各支路通过的电流满足一定的关系时,电桥即处于平衡状态。

根据平衡条件,可以计算出未知电阻值。

在惠斯通电桥中,有四个分支:两个比较支路和两个未知支路。

比较支路中的两个电阻器的比值已知,而未知支路中的电阻器的值待测。

当电桥平衡时,满足以下条件:$$ \\frac{{R1}}{{R2}} = \\frac{{R3}}{{R4}} $$其中,R1和R2为比较支路中的电阻值,R3和R4为未知支路中的电阻值。

3. 实验仪器本实验使用以下仪器: - 惠斯通电桥主机 - 电源 - 计算机 - 万用表4. 实验步骤4.1 实验准备•将电源与惠斯通电桥主机连接,并打开电源。

•将计算机与惠斯通电桥主机连接,并确保通信正常。

•将万用表和待测电阻器连接到相应的电桥支路上。

4.2 实验操作•调节电桥主机上的旋钮,使电桥处于初始非平衡状态。

•调节电桥主机上的旋钮,逐渐减小非平衡条件,使电桥逐渐接近平衡状态。

•当电桥达到平衡状态时,记录下电桥上的电阻值,并计算未知电阻值。

4.3 实验记录•在笔记本上记录下实验中的各项数据,包括电桥上的电阻值和计算得到的未知电阻值。

5. 实验结果与分析根据实验记录的数据,我们可以得到待测电阻器的未知电阻值。

通过对电桥平衡条件的计算,我们可以计算出未知电阻值的准确数值。

然后,我们可以对实验结果进行分析,比较实测值与理论值之间的差异,并分析可能存在的误差来源。

同时,我们也可以讨论实验中可能存在的不确定度,并对结果进行合理分析。

6. 实验总结通过本次惠斯通电桥实验,我们掌握了电桥的工作原理和使用方法。

通过实验,我们成功测量了待测电阻器的未知电阻值,并分析了实验结果的可靠性。

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肇 庆 学 院肇 庆 学 院电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告级 班 组 实验合作者 实验日期姓名: 学号 老师评定 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。

实验仪器实验原理:1.桥式电路的基本结构。

电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R 2和R 3,比较臂R 4,待测臂R x ),“桥”——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(R 2、R 3、R 4、和R x )、一个“桥”(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 、d 两点电位相等时,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U ab =U ad ,U bc =U dc , 由于平衡时0=g I ,所以b 、d 间相当于断路,故有I 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =可得x R R R R 324= 或 432R R R R x =一般把K R R =32称为“倍率”或“比率”,于是 R x =KR 4要使电桥平衡,一般固定比率K ,调节R 4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(R 2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R 2与R 3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R 4值,然后将R 2与R 3的位置互相交换(也可将R x 与R 4的位置交换),按同样方法再测一次得到一个R ’4值,两次测量,电桥平衡后分别有: 432R R R R x ⋅= '423R R R R x ⋅= 联立两式得: '44R R R x ⋅=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I 2I x c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44R R n R R n S X X ∆∆=∆∆=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)K r ,选取的原则是在测量时应将测量盘电阻R 4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R x 值,调R 4与R x 近似,调节电桥平衡时,要遵循先粗后细的原则,粗测时,先将R G 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R n 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R x 的值,选取适当的倍率K r ,并调R s 与R x 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(R G )作为限流器串接于电源回路中,不仅用于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、R 3的阻值,保证R 4有4位效数字(如R x 为250Ω,为了保证R x 有4位有效数字,R 2为100.0Ω,R 3为1000.0,R 4约为2500Ω)。

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,调一微小电压输出,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1~4,测量一个电阻共10次,电桥换臂前与换臂后各测量5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。

3、数据处理自组电桥测得电阻的平均值:x R =38.411Ω,根据公式)110(10)()1()()(22--=--=∑∑xxi xxi A R R n n R R R U 算出A 类不确定度U A (R)=0.024Ω测得自组电桥的灵敏度的平均值为:S =861.01div 根据公式)110(10)()1()()(22--=--=∑∑S Sn n S SS U iiA 算出A 类不确定度U A (S)=16div不确定度计算:不确定度主要来源(1)电阻箱的误差,(2)电桥灵敏度的误差,(3)多次测量的差异,按所用电阻箱的标准,R 2电阻箱×100为0.1级,R 3电阻箱×1000档为0.02级,R 4电阻箱×100档为0.2级,其标准不确定度(计算时取R 2=200Ω,R 3=2000Ω,R 4=380Ω为:U B (R 2)=0.1%×200Ω/3=0.12Ω,U B (R 3)=0.02%×2000Ω/3=0.23Ω,U B (R 4)=0.2%×380Ω/3=0.44Ω;电阻箱引入和合成标准不确定度U C (R)=38.4222238044.0200023.020012.0⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=0.05Ω电桥灵敏度引入的不确定度U B (R)=(1.0/861.01) ×38.4Ω/3=0.16Ω重复测量得出的标准不确定度:U A (R)=0.024Ω 合成标准不确定度U C (R)=222024.016.005.0++=0.17Ω自组电桥测量结果:R x =(38.4±0.2) Ω, =E 0.5% 箱式电桥测得的电阻R =379.95Ω,据公式)18(8)()1()()(22--=--=∑∑R R n n R R R U iiA 算出A 类不确定度U A (R)=1.07Ω箱式电桥测量结果:R x =(679±1) Ω, =E 0.2% 一、 简单线路故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,然后接通回路,再检查电源与桥臂的两个联接点之间有无电压,最后分别检查桥支路上的导线、开关是否完好(注意检流计不能直接用万用电表电阻档检查)。

如果仍未查出原因,则故障必定是四个桥臂中相邻的两相桥臂同时断开。

查出故障后,采取相应措施排除(如更换导线、开关、电阻等)。

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Kr 和Rs 取何值,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;原因之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,可进一步判明是导线还是电阻故障,接通后,用同样方法再检查开始被短路的桥臂是否完好。

最后,将查出的断开桥臂中坏的导线或电阻更换,故障便被排除。

预习思考题:1、 在图1中,如R 4和R X 调换位置,计算公式将怎样改变?在图1中,如果R 4和R x 调换位置,计算公式将变为:423R R R R x2、假如在测量过程中检流计指针始终偏到某一边,或总不偏转,无法调到平衡试找出其可能的原因(各回答二个原因)。

假如在测量过程中检流计始终偏向一边,(1)电桥的比例臂(如图1中R 2/R 3的比值)选得不恰当,至使在比较臂的阻值范围内无法调到电桥平衡;(2)可能是R x (R 1)、R 2、R 3、R 4四桥臂之中只有唯一的一桥臂断开。

假如在测量过程中检流计始终不偏转, (1)可能是R x (R 1)、R 2、R 3、R 4四桥臂之中有两条桥臂同时断开,(2) 可能是连接电源部分电路或连接检流计的对角线b 、d 端部分电路断开。

若检流计指针摇摆不定,则可能是电路中某一根导线接端松动,造成接触不良。

3、箱式电桥中比例臂的选取原则是什么?箱式电桥中比例臂的选取原则是使得测量结果的比较臂的有效数据的位数尽可能多才好。

4、为什么要测量电桥的灵敏度?通过测量电桥的灵敏度以确定测量结果由于电桥的灵敏度所引入的不确定度的大小。

5、电桥的灵敏度与哪些因素有关?答案在课本69页。

只需回答相关的五个标题即可。

6、怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差?通过换臂测量以消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差。

7、电桥的灵敏度是否越高越好?为什么?不是,因为电桥的灵敏度太高,调节电桥的平衡就比较困难,而且需要做比较臂的电阻箱的可调数位增加,当做比较臂的电阻箱的可调数位不足时,电桥就无法调节平衡。

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