用单臂电桥测电阻
单臂电桥测量电阻温度系数
注意事项:要遵循实事求是的原则(材料采用铜丝)电阻公式 R t =R 0(1+at)R 0为待测电阻原阻值,Rt 为T 温度时电阻阻值注意作图1.单臂电桥测电阻示意图2.电阻随温度升高而升高的示意图注意解释原理:1.单臂电桥测量电阻原理2.R t =R 0(1+at)公式 金属电阻随温度升高而升高注意有效数字运算法则(详见大学物理实验P18)注意装订方式:1.实验报告 2.坐标纸 3.实验记录值R1 R2 RRx试验6-a 用惠斯通电桥测定电阻温度系数实验目的：1.学习用惠斯通电桥测量电阻的阻值2.测定金属材料（铜丝）的电阻温度系数3. 3.了解平衡指示在测量方法中的影响实验仪器电磁炉（加热器）、惠斯通电桥（QJ24型）、均温装置（食用油容器）、带侧样品（铜丝）、水银温度计，水杯（大于食用油容器）实验原理1.金属材料的电阻值Rt随温度的升高而升高，他们满足下列方程Rt=Ro（1+at）2.单臂电桥测量电阻阻值的原理如上图（）3.通过测量数个（间隔约为10‘C）温度下的电阻阻值，绘制电阻温度曲线，通过计算与观察得出结论。
实验过程1.连接器材1.1将电阻置于充满食用油的容器中，两端外露，插入并固定水印温度计，防止食用油外泄并保持温度计稳定可见1.2 注水至水杯当中直至水面达到水杯的2/3，将食用油容器固定至水杯当中，并保证水面覆盖至食用油容器1.3 将电阻外露的两端连接至单臂电桥的带侧电阻输入端的两极1.4 将单臂电桥电源端设置为内接（干电池）1.5 对电阻进行测量以得出电阻的大致阻值(改正---测量室温下电阻)2. 进行测量2.1 将水杯置于加热器上，对其进行加热。
2.2 每当温度升高至一个温度，暂停加热，连通单臂电桥电源，通过调节单臂电桥阻值大小来测量当前的电阻阻值；测量完毕之后应当继续加热2.3直至温度升至80‘c左右，停止加热。
3. 绘制图表并计算3.1 利用坐标纸绘制以温度为X轴，阻值为Y轴的平面直角坐标系的折线图，并平滑过渡相邻点之间连线3.2 计算不同温度点之间阻值偏差，3.3 观察图形，得出关于电阻温度与阻值关系实验结论由上述实验过程观察发现，该带测电阻（铜丝）的阻值随温度升高而升高，其关系曲线接近一条直线，排除误差之后得出结论为电阻阻值与其温度升高为正比例关系。
实验5 单臂电桥法测量电阻
实验五 单臂电桥法测量电阻一、实验目的1. 理解并掌握单臂电桥测电阻的原理。
2. 学习用箱式单臂电桥测中值电阻。
二、实验器材稳压电源、电阻箱一个、QJ23a 型箱式惠斯登电桥(直流单臂电桥)、待测电阻4只，导线等。
三、实验原理我们知道的用伏-安法测电阻、用万用表(欧姆表)测电阻都只是一种粗略测量电阻阻值的方法，其相对误差一般都在百分之几以上。
原因是在上述这些测量中电表本身的非理想化，给测量带来附加的误差。
为了减小这种由于电表非理想化所带来的测量误差，我们学习一种用惠斯登电桥测量电阻的方法。
在这个电路中，只要想办法使电流表(检流计)两端电势相等，则通过电表的电流就可以为零。
这种情况就称为“电桥平衡”。
根据电桥平衡所需满足的关系，我们就可精确地测量电阻了。
其测量原理如下:图1是惠斯登电桥的原理图，图中由可调标准电阻R 1、R 2、R 0和被测电阻R x 组成一个四边形ABCD ，每一边称为电桥的一个臂。
通常称R 1、R 2为比例臂电阻，它们成为一个比例系数C ；R 0称为调节电阻，用来调节电桥平衡。
一般在对角线两端接上检流计G ，在另一对角线两端接电源E 。
电桥接通后，一般在桥路上有电流通过，则检流计G 的指针会发生偏转。
如果能适当调节R 1、R 2和R 0，使桥的B 、D 两端电势相等，则检流计上无电流通过，指针应指在零位，这时电桥达到平衡。
电桥平衡时，有0=g I ,则有:x I I I I ==201, 各桥臂电阻上的电压降之间有关系式:x x R I R I R I R I ==002211,将此两式相除,则有:其中，C 称为比例臂的倍率，实验中C 应取合适的倍率（一是取10的整数次幂，二是要保证测量结果至少有四位有效数字）。
由于在式中R 1、R 2和R 0是已知电阻，所以只要提高R 1、R 2和R 0的准确度，就可以提高待测电阻R x 的测量准确度。
四 、实验步骤（1）实验前认真读QJ23a 型直流电桥的使用说明书。
大物实验(上)单臂电桥测中值电阻
短路
电计
短路：让指针停下来
可以按左边或右边，按50cm附近
不能左右一起按或一会左一会右！ 不要太用力按，有接通就行！
滑线电桥调节步骤
粗调： 滑线变阻器R调至最大，
与保护电阻R保并联的开关断开。
细调： 将保护电阻R短路（合上开关） 提高电桥灵敏度: 减少滑线变阻器R的阻值。
对调电阻：注意重新从粗调开始。
注意事项
•电阻箱不能直接“0”调到“9”；
•测量结束不要改变实验仪器状态，举手让老师检 查电桥平衡。滑线与箱式各检查一个；如果老师 没空不要拆线，把检流计断开，其他部位维持平 衡时状态。
•实验结束要整理仪器，并带走垃圾。
•实验报告写上日期、批次与序号，按序号顺序排 列。
计算不确定度
电阻箱最高位用到哪一档就按照该档对应级别计算
检流计不偏转：
1.对角线（电源或检流计）没接好；
2.检流计锁钮没有打开；（扳到白点，指针才能 自由摆动）
3.检流计的电计按钮没有接通；
4. D没有碰触到电阻丝。（按下D后一触即放。 即用跃按法观察检流计指针偏转情况。）
检流计只向一个方向偏转：
P135 表15-1
Rx
R1 R2
Rs
先粗调再细调
先大量程再小量程
• 检流计用最大量程，先按“粗”按键，
• 指针偏转不大时，按“细”按键，
• 指针偏转不大时，降低档位。
• 检流计调到最小量程，且指针基本指零。
正常情况可以调到0.01欧位 （电桥箱用细按钮，检流计用最小档位）
测量另一个电阻
本实验用电桥箱测量2号与3号电阻。两电阻数量级不同。
调零
箱式电桥操作步骤
• 1、正确接线 • 2、确定数量级 • 3a、选择R1，R2以及电源电压 • 3b、调节电桥平衡
单双臂电桥测量电阻
RX与已知电阻R1、R2、Rs连成 电桥的四个臂。 ■.对角线AC接电源，称为电桥的 电源对角线； ■.对角线BD接检流计，称为电 桥的检测对角线，也称为 “桥路”； Rn是保护电阻 。 ■. 检流计检测B、D两点间的电 位差。
■.
2.2
■.
电阻测量
I1
当B、D两点间电势不等时， 有电流通过检流计，电桥 不平衡。 ■.调节 Rs ，使检流计中电 流为零(Ig=0)，此时B、D 两点间电势相等，电桥达 到平衡. 于是有:
2.电桥使用完毕后，“B”与“G”按钮应松开。电源 开关应扳向“断”位置。
3） 目的：可以避免将C1、C2的引线与被测电阻连接 处的接触电阻测量在内。
5. 估计被测电阻值大小，调节倍率旋钮和可调电阻读 数旋钮在适当位置。 6. 先按下电源按钮“B” ，对被测电阻Rx进行充电， 待一定时间后，估计充电电流逐渐趋于稳定，再按下 检流计按钮“G”，根据检流计指针偏转的方向，逐渐 增加或减小电阻数值，使检流计指针指向“零位”， 并逐渐调节灵敏度旋钮，使灵敏度达到最大，同时调 节电阻阻值，使检流计指针指零。 7. 在灵敏度达到最大，检流计指针指示“零”位，稳 定不变的情况下，读取可调电阻的阻值读数，再乘上 倍率开关的倍率读数，即为被测电阻阻值。
引 言
2.电桥有直流电桥和交流电桥之分。 3.几类电桥可以测量很多电学量，如电阻、电容、电感 等，而且配合不同的传感器件，可以测量很多的非电学 量，如温度、压力等。
1.电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式。
4.直流电桥主要用于电阻测量，有单臂电桥和双臂电桥 两种。单臂电桥主要测量中值电阻；双臂电桥用来测量 低值电阻。
1.1 伏安法测电阻：R=U/I。
用单臂电桥测量中值电阻
电桥没调平衡时，“桥”上有电流通过检流计，当适 当调节各臂电阻，可使“桥”上无电流，即B，D两点电位 相等，电桥达到了平衡。此时的等效电路如图所示。
一般讲检流计指针偏转一般讲检流计指针偏转111010格时就可以被觉察也格时就可以被觉察也就是说此灵敏度的电桥在它平衡后就是说此灵敏度的电桥在它平衡后rsrs只要改变只要改变0101我们就能够觉察出来这样由于电桥灵敏度的限制所我们就能够觉察出来这样由于电桥灵敏度的限制所导致的误差不会大于导致的误差不会大于0101
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实验步骤 1 清点主要仪器： 2 按图测量电路安置仪器，连接电路 3 利用自搭电桥测量电阻三次并测量电桥的灵敏度 4 利用交换法测三次电阻，计算平均值； 5 利用箱式电桥测量一批同规格电阻产品的阻值，并计算 测量不确定度。
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用单臂电桥测量中值电阻
1
实验目的
1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。 2、学会用交换法减小和消除系统误差。
3、了解提高电桥灵敏度的几种途径。
实验原理
电桥法测量是一种很重要的测量技术。由于电桥法线路原理简明，仪器结 构简单，操作方便，测量的灵敏度和精确度较高等优点，使它广泛应用于电磁 测量，也广泛应用于非电量测量。电桥可以测量电阻、电容、电感、频率、压 力、温度等许多物理量。同时，在现代自动控制及仪器仪表中，常利用电桥的 这些特点进行设计、调试和控制。
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3．实验装置 （１）箱式电桥：其面板和电路结构见图。
单臂电桥测电阻实验报告数据处理
单臂电桥测电阻实验报告数据处理
实验目的：
通过单臂电桥测量电阻，掌握单臂电桥的使用方法，了解电阻的测量原理。
实验仪器和材料：单臂电桥、微安表、标准电阻。
实验步骤：
1.将单臂电桥连接好，确保电桥的电源和电阻调节装置都接通。
2.通过调节电桥的电位器和滑动变阻器，使电桥平衡，并记录下对应的滑动变阻器的位置和微安表的示数。
3.用一根导线连接待测电阻和电桥，调节电桥直到平衡，记录下滑动变阻器位置和微安表的示数。
4.用已知标准电阻取代待测电阻，重复步骤3，记录下滑动变阻器位置和微安表的示数。
数据处理：
1.计算待测电阻的电流值：根据微安表的示数，得到待测电阻的电流值。
2.计算待测电阻的阻值：根据已知标准电阻的阻值和电流值，以及滑动变阻器位置的变化，利用电桥平衡条件计算
待测电阻的阻值。
实验结果：
将实验中记录的数据代入计算公式，计算出待测电阻的阻值。
将计算结果列入实验报告。
讨论与分析：
分析计算结果与标准电阻的差异，并讨论可能的误差来源。
对实验中遇到的问题进行分析，并提出改进方法。
结论：
根据实验结果，得出待测电阻的阻值。
总结实验过程中的经验和教训，提出进一步完善实验的建议。
附录：实验原始数据记录表
在实验报告中附上实验原始数据记录表，包括滑动变阻器位置和微安表示数的记录。
实验用单臂电桥测中值电阻
（1Ω<R<1MΩ）， 也称惠斯通电桥。
因为
U BC U AC
R2 R1 R2
， U DC U AC R R R
3 3
x
，
当调节标准电阻R1, R2, R3 ,Rx,使得G
示数为零时，有 U DC U BC
即
R2 R1 R2
R3 R32 R3 R1
表1
R1/Ω
电桥法测电阻的结果
R2/Ω R2/R1 R3/Ω RX/Ω R'3/Ω ΔR3/Ω ΔIG/µ m S/µ m
实验:用单臂电桥测中值电阻
电阻分类
高值电阻 中值电阻 低值电阻
阻值范围
R > 1000000Ω 1Ω< R < 1000000Ω R < 1Ω
采用的测量方法
伏安法 单臂电桥 双臂电桥
一、实验目的
1．理解并掌握单臂电桥测电阻的原理； 2．学习用单臂电桥测中值电阻的方法。
二、实验原理
1．伏安法测电阻（R>1MΩ）的原理
I G
R3 R3
电桥灵敏度：S
R3
为电桥平衡时的值，改变 R 3 的大 的改变量为 R3 ，
I G 小至 R 3' 使电桥不平衡，此时有电流
R3 流过G，
' R3 R3
三、实验仪器
主要仪器：教学用多功能电桥，待测电阻。
背 面
四、实验内容
1. 将电阻接入电路，按上一页图示； 2. 根据待测电阻的大致阻值，选择合适的R1=R2； （先按开关B，后按开关G） 3. 调节R3使电桥平衡：调节过程中R3 阻值由大到小 调节； 4. 在表中记录平衡时R1, R2, R3 的阻值。 5.测量电桥的灵敏度S,当电桥平衡时，记下R3 的阻 值。然后继续改变R3一小值ΔR3，观测检流计的读数 ΔIG变化，记录此时R3的读数R'3。 6.重复以上操作，测量结果记入表中相应的行列。
用单臂电桥测电阻 双臂电桥测小电阻及温度系数
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2．用双臂电桥测电阻3# 10Ω以下电阻测定应用双桥法测量。 被测电阻按四端方式（见图）连接到仪器的 C、P、P、 C端子上，估计被测电阻值，按表推荐方案，选择好Rs （双桥方式下内附的标准电阻）及M（仅有、供选择）， 当开关M置于档，则M=100Ω。按下G开关，再按下B开 关，快速调整R各值使电桥平衡。如果一次调整不完， 可以抬起B开关，过1-2秒再按下B开关，继续前面的平 衡操作。电桥平衡后，按下式计算被测电阻：Rx=Rs
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难 3
电桥的平衡条件：设Rx是待测电阻，其他三个是 已知电阻，且可调其阻值。只调R，或调R1和R2的 比值，就可使C、D两点电位相等，电桥无输出， 通过通过检流计的电流I为零（指针不偏转），这 种状态称为电桥平衡。
通过R1和R2的电流相同，设为I1，通过R和Rx的 电流也相同，设为I2，四个桥臂上的电压有如下 关系：
N为电阻箱的转盘数，R为电阻箱使用时的取值。 R为一次测量，按均匀分布，因此式中的第3项可 取 R u ( R) R 3R
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难 7
（2）．测量的最佳条件。
R1 1 R2
二、箱式电桥 本电桥为单臂双臂 两用电桥， 通过开 关转换，可以方便 地用单臂电桥方式 测量1—105Ω的电 阻；用双臂电桥方 式测量10—10-4Ω 的电阻。 天下事有难易乎,为之,则难者亦易
一、单臂电桥
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难
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1、电桥的结构和平衡条件
单臂电桥的原理电路如图， 电阻Rx、R、R1和R2连成一个 四边形，每一边称为电桥的 一个桥臂。以四边形对角顶 点A、B作为输入端，与电源 E相连；另两顶点C、D作为 输出端，与检流计相连。检 流计用来比较两输出端的电 位，检验有无电流输出。支 路A-E-B和C-G-D称电桥的两 个桥路。
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四、电源、滑线变阻器、开关、导线、待测金属膜 电阻 【实验内容】
一 、用单臂电桥测未知电阻
1．由3个电阻箱与1个待测电阻 按图接线组成单臂电桥，把1# 待测电阻Rx接到桥臂的左端， 打开开关，把保护电阻滑线变 阻器Rs取为最大。
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难
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2．取比例臂电阻R1/R2=1，要求R1>100Ω，然后合上开 关，调节R的阻值使检流计指示为零，由于保护电阻Rs 为最大，此时电桥的灵敏度较低，电桥可能并未实现平 衡，需要减小保护电阻Rs以提高电桥的灵敏度，再看检 流计是否指示为零，不是则需要调节R使检流计指示为 零。最后要把保护电阻Rs取为零（即电桥灵敏度最高）， 再调节R的阻值使检流计指示为零，如果单调节R不能使 检流计恰好指零，则需要调节R1或R2使检流计指示为零。 在此条件下测电桥的灵敏度，给R一个较小的改变量△R， 由于电桥失去平衡，检流指示不为零，记录指针的最大 偏转格数。 3．为了提高测量的准确度，把待测电阻Rx换接到桥臂 的右端，再按照步骤2测量1次。
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难 13
二、 用箱式电桥测未知电阻
1．用单臂电桥测电阻2# 电源线连到市电上，打开后板上开关，预热10分钟 后，灵敏度调至最小，调零使表头指针指零。S开关 打向“单”位置，用导线将被测电阻连接到“Rx”两 个接线端子上，按表推荐的方案，根据Rx估计值，选 择适宜的M值（被率值），尽可能使R的*100盘有一 个字。将“内接、外接”开关打向“内接”，按下G 开关和B开关。从高到低，调节R各盘值，使表头指 针归零或接近零，使电桥平衡或接近平衡。将灵敏 度逐渐调至最大，电桥平衡后，测试完毕，抬起B开 关，G开关，按下式计算被测电阻值：Rx=MR
矣;不为,则易者亦难
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【实验仪器】 一、单双两ห้องสมุดไป่ตู้电桥
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难
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二、电阻箱
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难
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三、检流计
1 输入端 2 电流量程选择 钮 3接地端 4 调零钮 5 刻度 6 指针
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难
U AC U AD UCB U DB
即：
I 2 Rx I1R1 I 2 R I1R2
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难 4
由平衡条件得待测电阻：
R1 Rx R R2
式中R1和R2称为比例臂，R称为比较臂。 2．电桥的灵敏度 电桥平衡后，若改变任一桥臂电阻，必然会破坏 平衡，使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后， 将某一桥臂R改变一小量△R，引起检流计偏转为 △n，则定义电桥灵敏度为
式中第4项
u (R' ) 1 R' 0.1 R 天下事有难易乎 R,则难者亦易3S 3 ,为之
矣;不为,则易者亦难
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本实验比例臂使用0.1级电阻箱，比较臂使用0.02级 电阻箱，按级数规定的相对引用误差分别为
R N (0.1 0.5 )% R R
R N (0.02 0.5 )% R R
n S R 天下事有难易乎,为之,则难者亦易 R 矣;不为,则易者亦难
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3．系统误差的消除
（1）．误差分析。 考虑电桥灵敏度对测量结果的影响，可得出不确定 度的传播律为
u ( Rx ) ur ( Rx ) Rx u ( R1 ) 2 u ( R2 ) 2 u ( R) 2 u (R ') 2 ( ) ( ) ( ) ( ) R1 R2 R R
C1 P1
P2
C2
Rx
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§3.1 用单双臂电桥测电阻
【预习重点】 1.电桥的平衡条件和灵敏度。 2.电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。 3.箱式电桥的使用方法。
天下事有难易乎,为之,则难者亦易 矣;不为,则易者亦难
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【实验目的】 1.学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。 2.分析并观察电桥线路可能出现的故障。 3.用箱式电桥测电阻。 【实验原理】