双臂电桥测低电阻实验教案
双臂电桥测低值电阻
实验仪器
SB-82型双臂电桥、 QJ44型双臂电桥、稳压电源、复射式检流计、游标卡尺、标准电阻、待测电阻。
实验原理
1.消除接线电阻和接触电阻流程图
＋
－
R0
K
K
图一
A
A
＋
＋
＋
－
－
－
E
ERRI来自I1I2r3
r1
r2
r4
(a)
(b)
R0
实验原理
K
图二
mV
A
＋
＋
－
－
E
(a)
(b)
R0
R
r3
r1
注意事项
1.电流接头和电压接头应分开连接。 2.测直径时应小心，不要碰弯金属电阻丝。
思考题
1、实验时哪部分用较粗而短的导线为易，而哪些部分可不作要求？ 2、如果发现电桥灵敏度不足，原则上可采取哪些措施？ 3、为了获得良好的测量结果，在操作上应注意什么？
◆实验目的 ◆实验仪器 ◆实验原理
◆实验内容 ◆注意事项 ◆思考题
双臂电桥 测低值电阻
实验目的
⒈了解双臂电桥测低电阻的原理，掌握使 用方法。 ⒉测定导体棒的电阻率。 ⒊了解QJ44型双臂电桥的使用方法。
r2
r4
mV
＋
－
R0
K
A
＋
－
E
R
a
b
c
d
实验原理
2.双臂电桥原理图及公式推导
RX
r
G
A1
A2
B2
B1
B3
B4
D1
D2
F
C
E
Rb
R3
R4
双臂电桥测低电阻实验教案
(4)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到(3)式成立。
为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻 的阻值
(
，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(4)式。
三、实验内容
用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻率ρ ，先用（3）式测量 Rx, 再用ρ =S/L*Rx 求ρ 。
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法：鼠标点击单选按钮选择开关状态。 直流复射式检流计：
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法： 鼠标左键或右键点击旋钮可以向左或者向右转动旋钮； 鼠标左键点击电源模式开光来改变电源模式。 电流表：
实物照片
直流稳压电源：
仿真实验中的仪器
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法： 鼠标左键或右键点击旋钮，可以转动旋钮。鼠标键按下不松开，旋钮会一直 旋转。 鼠标左键点击开关，可以打开或关闭电源。 标准电阻：
双臂电桥测低电阻实验
一、实验简介
电阻按照阻值大小可分为高电阻(100K以上)、中电阻(1 ～100K)和低电 阻(1以下)三种。一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约 为>0.1，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的 双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于 10-5~102 电阻的测 量。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电 阻率。
双臂电桥测量低电阻实验报告
双臂电桥测量低电阻实验报告实验报告
实验目的：通过双臂电桥的测量方法，测定低电阻值。
实验原理：低电阻值的测量需要采用高灵敏度的电桥方法。
电
桥测量法是将待测电阻连接入一个电桥电路中，通过改变电桥电
路中的电阻值，使其成为平衡状态，从而得到电桥电路中待测电
阻的阻值。
双臂电桥是一种特殊的电桥，它可以精确测量低电阻值。
实验器材：双臂电桥、标准电阻、待测电阻、万用表、导线等。
实验步骤：
1. 将双臂电桥连接好，通电后调整电桥的灵敏度和零点位置。
2. 加入标准电阻，调节滑动变阻器，使电桥达到平衡状态。
记
录标准电阻的阻值。
3. 拆换标准电阻，加入待测电阻，并调整滑动变阻器，使电桥
达到平衡状态。
记录待测电阻的阻值。
4. 重复步骤2和3，进行多次测量，保证结果的准确性。
实验结果：我们进行了10次测量，得到的待测电阻阻值如下：
0.13Ω，0.12Ω，0.14Ω，0.12Ω，0.11Ω，0.13Ω，0.12Ω，0.12Ω，0.14Ω，0.11Ω
这些测量值的平均值为0.124Ω。
因此我们认为待测电阻的阻值
为0.124Ω。
实验结论：通过双臂电桥的测量方法，我们成功地测定了低电
阻值，并得到了0.124Ω的结果。
本实验结果总体精确度较高，结
果可信。
直流双臂电桥测量低值电阻
由于电压表内阻较大，故 r1 、r4 对其影响 r 不大可以忽略，而 r2 、 3 与RX相比不能忽 略，有时甚至超过RX，所以图a不能用于低 阻的测量。
V Rx A E K （图a）
A V r1 r2 E Rx K （图b） r3 r4
解决上述问题的关键在于消除 r2 和 r3的影 响。如图c就可达到这个目的，它将低电阻 RX 两侧的接点分别分为两个电流接点cc和 两个电压接点pp，这样电压表测量的是长为 L的一段低值电阻两端的电压。这样的四接 点测量电路使低值电阻测量成为可能。
d G R4 R1 r1 a Rx b1 E （图 d ） b RG R3 R2
r2 b 2 R S c r3 A K
R3 R3 = I ( Rx + r2 + Rs) Udc = Uac R3 + R4 R3 + R 4
=
由于r2<< R1, r2<< R2.上两式中取
I r2 ≈ I RS = I
r2 R2 R3 相除得： (RX + RS + r2 ) = + RS R3 + R4 R1 + R2
则
RX = RS
R4 R3
R3 R1 当 R = R 时，可以消除接触电阻r2 的影响。 2 4
R4 1+ R3 + r2 ( 1) R1 1+ R2
此时
R4 RX = RS R3
R1 R3 即满足 I G = 0 和 的条件下， = R2 R4
可以用上式算出未知低值电阻 。 三、实验内容 a) 用箱式双臂电桥测量钢棒的电阻。 b) 根据测量的电阻，测出钢棒长度及横截面积 （测直径）计算钢的电阻率。
用双臂电桥测量低电阻
双臂电桥测量低电阻【实验目的】1. 了解双臂电桥测低电阻的原理和方法.2. 了解附加电阻对低电阻测量的影响及消除方法.【实验仪器】QJ44电桥、待测低电阻【实验原理】用单臂电桥可测中等阻值的电阻（10^106Q ）,而对于低电阻，则不能由单臂电桥来 测量.主要是因为连接导线的电阻和接点间的接触电阻（我们称之为附加电阻，数量级为 （10-^10-* Q ）的影响，会使测量结果产生较大的误差.为了减小误差，我们采用双臂电桥 （亦称开尔文电桥）来测量低电阻.1. 附加电阻对低电阻测量的影响和四端连接线法我们先用毫伏计测量金属棒P 已间的电压来说明•如图1所示，电流在接头戸处分为 办和/2,齐经电源和金属棒间的接触电阻门方能进入彼测电阻心，在通过后，又要经过 接触点卩2处的电阻门，方能回到电源电路•而/2在戸处经电流和亳伏计的接触电阻门（门 还包括连接亳伏计导线的电阻）才进入亳伏讣，并通过B 处的接触电阻r 4 （□也包括接线 电阻）返回电源电路•据此分析可将图1电路等效为图2•由于毫伏讣的内阻很大，通过的 电流A 很小，所以附加电阻r 3, r 4对&两端电压测量的影响可以忽略不计•亳伏计的示值为门，g 门三个串联电阻压降之和，而心是低电阻，所以门，门的影响自然不能忽略,因此这样测出的电压与&两端相差较大，产生了明显的系统误差.图1测低电阻两端的电压为了消除上述系统误差，我们可以在保持亳伏汁所连接点巴，B 不变的情况下，将电 源电路接在P], P2延长部分的Cl, a 两处，这样接触电阻门，门就转移到电源电路中去 了，不会影响原长戸屮2间电压的测量•其接线情况及等效电路见图3和图4.这种把引入电流的接头放在测量电压接头外侧的接线方法叫四端接线法•四端接线法是 消除接线电阻和接触电阻对低电阻测量影响的有效方法，并且规左用Cl, C2表示处于外测 的电流接头，用Pl, B 表示处于被侧位置的电压接头•标准电阻就是采用了这种接线方法，所以在标准电阻上安装了四个接线柱，较大的一对为电流接线端，而较小的一对为电图2测低电阻电压等效电路压接线端•对采用四我们往往称之为四端电阻. 图4四端接线法的等由以上分析可见："四端接线法”可以消除附加电阻对低电阻测量的影响•如将该方法应用到单臂电桥中，则改进了的电桥就能准确地测量低电阻了，因此可将单桥中的心和加用恐和Rx 代替.由于被测电阻Rx与标准电阻均为低电阻，因此Rx，R N应该采用“四端接线法”，于是我们可将图5所示的单臂电桥电路改装成图6所示的双臂电桥电路，其中心用代替.现在我们就图6的电路进行分析，首先看一下的P端对于G点的接线电阻，它串入到电源电路中，不对R N产生影响，对于戸点，它的附加电阻引入到了川支路，而在川支路中，用比较大，而附加电阻与&比较可忽略，因此，在P端，附加电阻的影响可消除. 同理Rx的Q端的附加电阻的影响也可消除.我们再来看一下Rx的M端，对于A点，它的附加电阻可引入到P?A支路，若在此支路上加大一个电阻心，如图7所示，即可消除B点附加电阻的影响•对于C?点的附加电阻,它与C点的附加电阻和导线电阻暂计为r.同理&的N端中的/¥与A情况相同•因此，在7YA支路也加上一个大电阻凡'，这样在图7中仅附加电阻/■对测量的影响未消除.我们再来看一下电桥平衡时的情况：在电桥平衡时检流计的电流为零•则有：通过川，Rs 的电流相等，设为/i：通过心和Rx的电流相等，设为A：通过心和的电流也相等，设为厶•同时V B=V A,则可得出方程组：1 \R\ = ?2 心 +尺2【As = J2R X + h R S ' Z3(/?2 + /?/) = (Z2-/3)r解上述方程组可得(1)rR2 R s Rs9R2+R s f + r[ & R2)R pr"使才二瓦’则式（1）变为(2)即可消除厂的影响.因此我们只要使&与心,Rs与Rs'同步变化,即：R I=R2, Zs僦可达到目的.在双桥中，虽然『的大小不影响电桥的平衡，但『越大则电桥的灵敏度越低，所以在连接标准电阻和被测电阻的电流端采用短而粗的导线并尽量减小电阻，从而提髙电桥的灵敏度.同时要注意，在连接时一泄要接牢固，当心附加接触电阻的影响.3. 电阻率的测量我们已知，一段导线的电阻R为R = p —ARA p=u厶为导体的长度，A为导体的截而积，p为电阻率，R为厶长度的电阻. 对于圆柱体有D为导体的直径.如图8为QJ44型双臂电桥而板布置图。
(整理)双臂电桥测量低电阻0001
实验题目：双臂电桥测量低电阻实验目的：掌握双臂电桥的工作原理，并用双臂电桥测量金属材料的电阻率实验原理：（见预习报告）实验仪器:实验内容:QJ] •型双臂电桥（订，级）电流表（5A）i.LMH 标准电阻（0.01级）JWY 型直流稳压电源（5A15V）直流复射式检流计（C15/4或6型）低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）R P电阻另外还有导线、千分尺、超低电阻（小于0.001 Q ）连接线等仪器。
61、用千分尺测量铜棒和铝棒的直径，测量六次。
2、按实验室所给示意图连接好电路，将铜棒分别选取 30cm 和40cm 长度接入电路，将双刀双掷开关正反各打三次，各得6个电阻数据。
3 、将铝棒选取40cm 长度接入电路，将双刀双掷开关正反各打三次， 得到6个电阻数据。
4、根据所得数据算出各自的电阻率， 并计算铜棒40cm 接入电路时的数据不确定度。
实验数据：1 .导线直径导线直径 1 2 3 4 5 6 铜（mm 4.984 4.983 4.981 4.981 4.984 4.982 铝（mm4.9704.9724.9744.9704.9694.9702.电阻的测量正向开关时测量值（Q ）反向开关时测量值（Q ）1 2 3 1 2 3 40cm 1587.311589.01 1588.411586.311588.011588.01铜导线 30cm 1193.01 1191.551192.35 1194.05 1194.551194.35铝导线 40cm712.85713.25717.85717.45717.65（千分尺初始值：-0.011mm ）713.25数据处理：一、导线直径 1 •铜棒直径平均值4.984 4.983 4.981 4.981 4.984 4.9826mm -（-0.011）mm 二4.994mm2•铝棒直径平均值4.970 4.972 4.974 4.970 4.969 4.9706mm -（-0.011） mm 二 4.982mm、40cm 的铝导线电阻率1 •测量所得电阻的平均值712.85 713.25 713.25 717.85 717.45 717.65门-715.38' 123 2「JD RR n工14(4.982 10一)715.38 0.001门 m =3.48 10斗「m30cm 的铜导线电阻率测量所得电阻的平均值67 R ii 」1193.01 1191.55 1192.35 1194.05 1194.55 1194.351193.31.16将R 代入计算得23 2「J D RR n』14 他994 10一)1193.31 0.00咕 口=7.79 10斗5四、40cm 的铜导线电阻率及其不确定度分析1 •测量所得电阻的平均值6' R i心 1587.31 1589.01 1588.41 1586.31 1588.01 1588.01 .,R 1587.841.162 •将R 代入计算得3•不确定度的计算(1) 直径D— 2(D -D i )(4.994 —4.995)2 +(4.994 —4.994)2 +(4.994 —4.992)2 +(4.994 —4.992)2 +(4.994 —4.995)2 +(4.994 —4.993)2 口口=0.001mm取P=0.95，查表得t 因子t P =2.57，那么测量列 D 不确定度的A 类评定为o-(D) 0 001t P2.57 mm =0.001mm.n .6仪器(千分尺)的最大允差△仪=0.001mm 按照正态分布算，测量列的不确定度的 B 类评定g(D)= 0.0003mmC 3那么合成不确定度4LR i4 0.4 10004LR i4 0.3 10002 -二 DRR n4LR 3.14(侦410于 1587.840.001门 口 =7.77 10 容 m4 0.4 1000U(D)二[t/'(D)]2 [k P u B(D)]2二.0.0012 (1.96 0.0003)2mm=0.001mm,P=0.95 I <6(2) 电阻R电阻R 的测量列的标准差为、(R -R i )2in -1(1587.84 -1587.31)2(1587.84 -1589.01)2 • (1587.84 _1588.41)2(1587.84 -1586.31)2(1587.84 -1588.01)2 X 2「=0.94 Q取P=0.95，查表得t 因子t P =2.57，那么测量列 R 不确定度的A 类评定为c(R) 0.94tp2.57 ——：,0.99'J.n 6仪器(电阻箱)为 0.02 级，那么△仪=1608X 0.02%Q =0.32 Q , u B ( R ) =△仪=0.32 Q 。
双臂电桥测量低电阻实验
双臂电桥测量低电阻讲义引言用惠斯顿电桥测量中等电阻时，忽略了导线电阻和接触电阻的影响，但在测量1Ω以下的低电阻时，各引线的电阻和端点的接触电阻相对被测电阻来说不可忽略，一般情况下，附加电阻约为10-5~10-2Ω。
为避免附加电阻的影响，本实验引入了四端引线法，组成了双臂电桥（又称为开尔文电桥），是一种常用的测量低电阻的方法，已广泛的应用于科技测量中。
【一】实验目的1．了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构；2．学习使用双臂电桥测量低电阻；3．学习测量导体的电阻率。
【二】实验仪器QJ—19型单双臂电桥，待测电阻，电流，游标卡尺，千分尺，灵敏检流计，标准电阻，反向开关，电阻箱，导线等。
QJ—19型单双臂电桥简介QJ—19型电桥线路如图，板面布置如图1所示。
它是一种单双臂两用电桥，当作单臂电桥时，把3、4短路，在5、6上接上待测电阻，9、10接上电源即可进行测量。
它在结构上使R和Rˊ为同轴调节，保证两电阻值总是相等，在作双臂电桥使用时，调节R1=R2。
这样就保证了测低电阻时所要求的条件。
现在介绍作双臂电桥使用的方法图1 QJ-19型电桥原理图像使用时，将检流计、标准电阻和待测电阻的电位接头P1、P2分别接到“电计”、“标准”和“未知”（双）接线柱上。
待测电阻和标准电阻的电流接点（J1、J2）相串联后通过反向电键盘再通过可变电阻和电流表与电池两极相连，如图 2 所示。
板面上的粗、细和短路按钮，分别是检流计支路开关S1、S2和S3。
R和Rˊ是采取同轴调节（面板上只标出R）各由五个十进盘电阻组成，分别为×100，×10，×1，×0.1、×0.01Ω。
R的数值决定待测电阻的有效位数。
另一对比率臂R1和R2分别可调节成104、103、102、10四个阻值。
作双臂电桥使用时必须使R1=R2 。
R1和R2的取值根据R s和R x数量级而定，必须保证R的×100档取非零值。
双臂电桥测量低电阻
双臂电桥测量低电阻【1 】用惠斯顿电桥测量中等电阻时,疏忽了导线电阻和接触电阻的影响,但在测量1Ω以下的低电阻时,各引线的电阻和端点的接触电阻相对被测电阻来说不成疏忽,一般情形下,附加电阻约为10-5~10-2Ω.为防止附加电阻的影响,本试验引入了四端引线法,构成了双臂电桥（又称为开尔文电桥）,是一种经常运用的测量低电阻的办法,已普遍的运用于科技测量中.一、试验目标1．懂得四端引线法的意义及双臂电桥的构造;2．进修运用双臂电桥测量低电阻;3．进修测量导体的电阻率.二、试验道理1．四端引线法测量中等阻值的电阻,伏安法是比较轻易的办法,惠斯顿电桥法是一种周详的测量办法,但在测量低电阻时都有产生了艰苦.这是因为引线本身的电阻和引线端点接触电阻的消失.图1为伏安法测电阻的线路图,待测电阻R X两侧的接触电阻和导线电阻以等效电阻r1.r2...r3.r4暗示,平日电压表内阻较大,r1和r4对测量的影响不大,而r2和r3与R X串联在一路,被测电阻（r2+R X+r3）,若r2和r3数值与R X为统一数目级,或超出R X,显然不克不及用此电路来测量R X.若在测量电路的设计上改为如图2 所示的电路,将待测低电阻R X两侧的接点分为两个电流接点C-C和两个电压接点P-P,C-C在P-P的外侧.显然电压表测量的是P-P之间一段低电阻两头的电压,清除了r2.和r3对R X测量的影响.这种测量低电阻或低电阻两头电压的办法叫做四端引线法,普遍运用于科技测量中.例如为了研讨高温超导体在产生正常超导改变时的零电阻现象和迈斯纳效应,必须测定临界温度Tc,恰是用平日的四端引线法,经由过程测量超导样品电阻R随温度T的变更而肯定的.低值尺度电阻恰是为了减小接触电阻和接线电阻设有四个端钮.图1 伏安法测电阻 图2 四端引线法测电阻2． 双臂电桥测量低电阻用惠斯顿电桥测量电阻,测出的R X 值中,现实上含有接线电阻和接触电阻（统称为R j ）的成分（一般为10-3~10-4Ω数目级）,若R j /R X <R X <0.5%,平日可以不斟酌R j 的影响,而当被测电阻达到较小值时,R j 所占的比重就显著了.是以,须要从测量电路的设计上来斟酌.双臂电桥恰是把四端引线法和电桥的均衡比较法联合起来周详测量低电阻的一种电桥.如图 3中,R.R ˊ.R 1.R 2为桥臂电阻.R s 为比较用的已知尺度电阻,R x 为被测电阻.R s 和R x 是采取四端引线的接线法,电流接点为C 1.C 2（R s 在什物上是较粗的,R x 在什物上是外侧两接点）;电位接点P 1.P 2（R s 在什物上是 较细的,R x 在什物上是内侧两接点）. 被测电阻则是R x 上P 1.P 2间的电阻. 图3 双臂电桥测低电阻测量时,接上被测电阻R x ,然后调节各桥臂电阻值,使检流计指导慢慢为零,则I g=0时,依据基尔霍夫定律可写出以下三个回路方程.'2211R I R I R I s s +⋅=式中r 为Cs 2和Cx 1的线电阻.将上述三个方程联立求解.可写成下列两种不合情势.由此可见,用双臂电桥测电阻,R x 的成果由等到式右边的两项来决议,个中第一项与单臂电桥雷同,第二项称为更正项.为了使双臂电桥求R x 的公式与单臂电桥雷同,使盘算便利,所以试验中可设法使更正项尽可能做到为零.在采取双臂电桥测量时,平日可采取同步伐节法,令R/R 1=R ˊ/R 2,使得更正项能接近零.则式（2.3.4）变成别的,R x 和R s 电流接点间的导线运用较粗的.导电性优越的导线,以使r 值尽可能小,如许,即使R/R 1与R ˊ/R 2两项不严厉相等,但因为r 值很小,更正项仍能趋近于零.双臂电桥所以能测量低电阻,总结为以下症结两点：（1） 单臂电桥之所以不克不及测量小电阻,是因为用单臂电桥测出的值,包含有桥臂间的引线电阻和接触电阻,当接触电阻与R x 比拟不克不及疏忽时,测量成果就会有很大的误差.而双臂电桥电位接点的接线电阻与接触电阻位于R.R 1和R ˊ.R 2的歧路中.试验中设法令R .R ˊ.R 1.R 2都有不小于10Ω,那么接触电阻的影响就可以略去不计.（2） 双臂电桥电流接点的接线电阻与接触电阻,一端包含在电阻r 里面,而r 是消失于更正项中,对电桥均衡不产生影响;另一端则包含在电源电路中,对测量成果也不会产生影响.当知足R/R 1=R ˊ/R 2前提时,根本上清除了r 的影响.三、 试验仪器及器具QJ —19型 单双臂电桥,待测电阻,电流,游标卡尺,千分尺,敏锐检流计,尺度电阻,反向开关,)(2'12'21R R R R R R r R r R R R R s s -++⋅+=s x R R R R 1=电阻箱,导线等.QJ—19型单双臂电桥简介如图4所示它是一种单双臂两用电桥,当作单臂电桥时,把3.4短路,在5.6上接上待测电阻,9.10接上电源即可进行测量.它在构造上使R和Rˊ为同轴调节,包管两电阻值老是相等,在作双臂电桥运用时,调节R1=R2.如许就包管了测低电阻时所请求的前提.如今介绍作双臂电桥运用的方图4 QJ-19型电桥道理图像运用时,将检流计.尺度电阻和待测电阻的电位接头P1.P2分离接到“电计”.“尺Array度”和“未知”（双）接线柱上.待测电阻和尺度电阻的电流接点（J1.J2）相串联后经由过程反向电键盘再经由过程可变电阻和电流表与电池南北极相连,如图所示.图5 QJ-19型电桥面板图板面上的粗.细和短路按钮,分离是检流计歧路开关S1.S2和S3.R和Rˊ是采纳同轴调节（面板上只标出R）各由五个十进盘电阻构成,分离为×100,×10,×1,×0.1.×Ω.R的数值决议待测电阻的有用位数.另一比较率臂R1和R2分离可调节成104.103.102.10四个阻值.作双臂电桥运用时必须使R1=R2.R1和R2的取值依据R s和R x数目级而定,必须包管R 的×100档取非零值.图6 双臂电桥测量低电阻在准确运用前提下,QJ-19型电桥测量的误差散布是量程相对误差E10-5~10-4 ±0.5%10-4~10-3 ±0.1%10-3~102 ±0.05%敏锐检流计的运用办法拜见本套教材基本部分§2-2四、试验内容1． 测量一段金属丝的电阻R x按图6衔接好电路.合上开关S,调节电路中电流为100mA,调定R 1=R 2的阻值,按下“粗”“电池”按钮进行粗调,调节R 电阻的“×100”.“×10”.“×1”三位旋钮,使检流计指导为零后,改压“细”,“电池”按钮进行细调,调节R 电阻的“×1”.“×”.“×”三位旋钮,使检流计指导为零,双臂电桥调节均衡,记下R 1.R 2.R .和R S 阻值.2． 将开关S 合向另一方,使电路中电流反向,从新调节电桥均衡,记下R 1.R 2.R .及R S阻值,3． 用游标卡尺测量金属丝的长度L ,测量五次求平均值,并盘算不肯定度.4． 用螺旋测微计测量金属丝的直径d ,在不合部位测量五次,求平均值,并盘算不肯定度.5． 依据公式L R d x 4/2πρ=,盘算金属丝的电阻率及不肯定度.6． 改变金属丝的长度,从新上述步调,并比较两次测量成果.留意①R x 和R S 的电流和电压接头要保持概况干净及优越的接触.②衔接R x 和R S 电流端应选用短而粗的导线.③因为测量低电阻时经由过程待测电阻的电流较大,在测量通电时应尽可能短暂.思虑题1． 双臂电桥与惠斯通电桥有哪此异同？2． 双臂电桥如何清除附加电阻的影响？3． 假如待测电阻的两个电压端引线较大,对测量成果有无影响？。
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操作方法：鼠标点击单选按钮选择开关状态。
五、实验指导
辅助功能介绍： 界面的右上角的功能显示框：当在普通做实验状态线，显示实验实际用时、
记录数据按钮、结束实验按钮、注意事项按钮；在考试状态下，显示考试所剩时 间的倒计时、记录数据按钮、结束考试按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）、 注意事项按钮。
(4)
实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到(3)式成立。
为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻 的阻值
(
，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(4)式。
三、实验内容
用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻率ρ ，先用（3）式测量 Rx, 再用ρ =S/L*Rx 求ρ 。
图 5 双臂电桥电路
图 6 双臂电桥电路等效电路 由图 5 和图 6，当电桥平衡时，通过检流计 G 的电流 IG = 0, C 和 D 两点电 位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）
(1)
解方程组得
(2)
通过联动转换开关，同时调节 R1、R 2、R3、R，使得
(3)
成立，则（2）式中第二项为零，待测电阻 Rx 和标准电阻 Rn 的接触电阻 、 均包括在低电阻导线 内，则有
连线方法： (1)鼠标移动到仪器的接线柱上，按下鼠标左键不放； (2)移动鼠标到目标接线柱上； (3)松开鼠标左键，即完成一条连线。 QJ36 型双臂电桥（0.02 级）：
实物照片
操作方法：
仿真实验中的仪器
鼠标左键或右键点击各旋钮来转动旋钮； 鼠标点击“粗”“细”按钮来切换粗调和细调。
双刀双掷开关：
实际仪器图片（阻值 0.001）
程序中该仪器没有调节界面，只能直接在桌面上进行连线操作。 待测电阻架：
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法： 鼠标拖动金属棒可以将其放置在架子上，或者将其从架子上拖下来。
鼠标拖动左右两个滑块可以改变它们的位置。 限流电阻：
实际仪器图片（5.1Ω ）
程序中该仪器没有调节界面，只能在桌面上进行连线操作。 普通电路开关：
二、实验原理
我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如 用安培表和毫伏表按欧姆定律 R＝V／I 测量电阻 Rx，电路图如图 1 所示，
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图 2 所示。 由于毫伏表内阻 Rg 远大于接触电阻 Ri3 和 Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影 响可忽略不计，此时按照欧姆定律 R＝V／I 得到的电阻是（Rx+ Ri1+Ri2）。当待 测电阻 Rx 小于 1时，就不能忽略接触电阻 Ri1 和 Ri2 对测量的影响了。 因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图 3 方式，将低电阻 Rx 以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得 电眼为 Rx 的电压降，由 Rx = V/I 即可准测计算出 Rx。接于电流测量回路中成 为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各 自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法：鼠标点击单选按钮选择开关状态。 直流复射式检流计：
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法： 鼠标左键或右键点击旋钮可以向左或者向右转动旋钮； 鼠标左键点击电源模式开光来改变电源模式。 电流表：
实物照片
直流稳压电源：
仿真实验中的仪器
实物照片
仿真实验中的仪器
操作方法： 鼠标左键或右键点击旋钮，可以转动旋钮。鼠标键按下不松开，旋钮会一直 旋转。 鼠标左键点击开关，可以打开或关闭电源。 标准电阻：
1．将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为 50cm，调节 R1， R2 为 1000,调节 R 使得检流计指示为 0，读出此时 R 的电阻值。利用双刀开关换 向，正反方向各测量 3 组数据。
2．选取长度 40cm,重复步骤 1。 3．在 3 个不同的未知测量铜棒直径并求 D 的平均值。 4．计算 2 种长度的 和ρ ，再求 。 5．取 40cm 长度，计算测量值ρ 的标准偏差。 6．将铜棒换成铝棒，重复步骤 1 至 5。
双臂电桥测低电阻实验
一、实验简介
电阻按照阻值大小可分为高电阻(100K以上)、中电阻(1 ～100K)和低电 阻(1以下)三种。一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约 为>0.1，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的 双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于 10-5~102 电阻的测 量。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电 阻率。
实验电路图
四、实验仪器
本实验所使用仪器有 QJ36 型双臂电桥（0.02 级）、JWY 型直流稳压电 源（5A15V）、电流表（5A）、RP 电阻、双刀双掷换向开关、0.001标准电阻（0.01 级）、超低电阻（小于 0.001)连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、 直流复射式检流计（AC15/4 或 6 型）、千分尺、导线等。
根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图 5 和图 6 所示。标 准电阻 Rn 电流头接触电阻为 Rin1、R in2，待测电阻 Rx 的电流头接触电阻为 Rix1、 R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为 Rn1、 R n2，待测电阻 Rx 电压头接触电阻为 Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中， 因为它们与较大电阻 R1、R 2、R3、R 相串连，故其影响可忽略。
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