电桥法测电阻18175
电桥法测电阻原理
电桥法测电阻原理
电桥法是一种常用的测量电阻的方法，它利用电桥平衡的原理来测量未知电阻
的数值。
电桥法的原理简单易懂，是电学实验中必备的基本技能之一。
下面我们就来详细介绍电桥法测电阻的原理和步骤。
首先，让我们来了解一下电桥的基本结构。
电桥由四个电阻组成，分别为R1、R2、R3和R4，其中R1和R2相互串联，R3和R4相互串联，而R2和R3并联。
在电桥的一侧接上电源，另一侧接上待测电阻。
当电桥平衡时，即电桥两侧的电压相等，可以得到如下的关系式：
R1/R2 = R3/R4。
根据这个关系式，我们可以通过调节R3或R4的大小，使得电桥平衡，进而
得到未知电阻Rx的数值。
这就是电桥法测电阻的基本原理。
接下来，我们来介绍一下电桥法测量电阻的步骤。
首先，将待测电阻R x 接入
电桥电路中，然后调节R3或R4的大小，直到电桥平衡。
在电桥平衡时，记录下
R3和R4的数值，然后根据上面的关系式计算出待测电阻Rx的数值。
需要注意的是，电桥法测电阻的精度和准确性与电桥的灵敏度和测量仪器的精
度有关。
因此，在进行实验时，需要注意调节电桥的灵敏度，并选择合适的测量仪器进行测量，以确保测量结果的准确性。
总之，电桥法是一种简单有效的测量电阻的方法，通过调节电桥的平衡来得到
待测电阻的数值。
掌握电桥法的原理和操作方法，对于电学实验和工程技术都具有重要的意义。
希望通过本文的介绍，能让大家对电桥法测电阻有更深入的了解。
测量电阻的方法高二知识点
测量电阻的方法高二知识点电阻是电路中常见的元件之一，它用来控制电流的流动。
在电路设计和故障排除中，测量电阻的准确方法是非常重要的。
本文将介绍几种常用的测量电阻的方法。
一、直流电桥法直流电桥法是一种精确测量电阻值的方法。
它基于韦尔斯通电桥原理，利用已知电阻和待测电阻之间的电桥平衡条件来测量电阻值。
操作步骤如下：1. 搭建好直流电桥电路，将待测电阻与已知电阻组成电桥的两个支路。
2. 调节电桥中的变阻器，使得电桥平衡，即电流在电桥两支路上完全平衡。
3. 读取电桥上的测量数值，计算待测电阻的阻值。
二、电流比较法电流比较法是一种简便的测量电阻值的方法。
它利用已知电阻和待测电阻通过相同电流下的电压来进行比较。
操作步骤如下：1. 将已知电阻和待测电阻依次与一个电流源相连接。
2. 测量两个电阻上的电压，保持电流源的电流不变。
3. 根据欧姆定律，通过比较电压和电流的比值，计算待测电阻的阻值。
三、瞬态法瞬态法是一种利用电路元件瞬态响应来测量电阻的方法。
它利用待测电阻的充电或放电过程中电流和电压的关系进行测量。
操作步骤如下：1. 将待测电阻与一个充电或放电电路相连接。
2. 开始观察电流和电压信号随时间变化的情况。
3. 根据电压和电流的关系，计算待测电阻的阻值。
四、数字电表法数字电表法是一种常用的测量电阻值的方法。
它通过数字电表直接测量电路中的电阻。
操作步骤如下：1. 将数字电表的测试引线与电路中的两端相连接。
2. 选择电表的电阻测量档位，并观察电表的读数。
3. 读取电表上显示的电阻数值，即为待测电阻的阻值。
以上介绍了几种测量电阻的常用方法，每种方法都有其适用的场景和精确度。
在实际应用中，我们根据具体情况选择合适的测量方法进行测量。
通过准确的电阻测量，我们可以更好地了解电路的性质和工作状态，为电路设计和故障排除提供有效的参考。
电桥法测电阻
电桥法测电阻【实验简介】直流电桥是一种精密的非电量测量仪器，有着广泛的应用。
它的基本原理是利用已知阻值的电阻，通过比例运算，求出一个或几个未知电阻的阻值。
直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥需要通过调节电桥平衡求得待测电阻阻值，如惠斯登电桥、开尔文电桥均是平衡式电桥。
平衡电桥可用来测定未知电阻，由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，比如：固定电阻的阻值。
而对变化电阻的测量有一定的困难。
如果采用直流非平衡电桥，则能对变化的电阻进行动态测量，直流非平衡电桥输出的非平衡电压能反映电阻的变化，在实际应用中许多被测物理量都与电阻有关，如力敏电阻、热敏电阻、光敏电阻，只要将这些特殊的电阻装在电桥的一个臂上，当某些被测量发生变化时，就引起电阻值变化，从而输出对应的非平衡电压，就能间接测出被测量的变化。
利用这种原理我们可制作电子天平、电子温度计、光通量计等。
因此，直流非平衡电桥与平衡电桥相比，有着更为广泛的应用。
【实验目的】（1）掌握直流单臂电桥（惠斯通电桥）测量电阻的基本原理和操作方法。
（2）了解非平衡电桥的组成和工作原理以及它在实际中的应用。
（3） 学会用外接电阻箱研究非平衡电桥的输出电压与应变电阻的关系，通过作图研究其线性规律。
（4） 学会加热装置的使用，通过非平衡电桥测定铜电阻的温度系数。
【实验仪器】FQJ-Ⅲ型直流非平衡电桥实验箱， FQJ 非平衡电桥加热实验装置，电阻箱，铜电阻，导线等。
【实验原理】1、单臂电桥（惠斯通电桥）：单臂电桥是平衡电桥，其原理如右图所示，图中R 1、R 2、R 3、R 4,构成一电桥，A 、C 两端供一恒定桥压Us ，B 、D 之间有一检流计G ，当电桥平衡时，G 无电流流过，B 、D 两点为等电位，则：DC BC U U =，41I I =，32I I =， 2211R I R I •=•，4433R I R I •=•于是有：3421R R R R =R 1，I 1BR 4=R X ，I 4CADR 3，I 3R 2，I 2U SG单臂电桥原理图如果Rx 为待测电阻，R 3，R 4为标准比较电阻，K= R 1／R 2称其为比率（一般惠斯登电桥的K 有0.001、0 01、0.1、1、10、100、1000等。
电桥法测量电阻
用直流单臂(惠斯通) 电桥测量中高值电 阻
一、实验目的
1. 了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥 的工作原理；
2. 掌握用自搭惠斯通电桥测量电阻；
3. 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。
二、实验仪器实物图
变阻器
变阻器
检流计
被测电阻
多盘十进变阻器
干电池
QJ23型箱式直流单臂电桥实物图
QJ23型箱式直流单臂电桥内部电路图
RS
3. 测量导体的电阻率
实验指出，导体的电阻与其长度L 成正比，
与其横截面积S 成反比，即：
R L
S
式中比例系数ρ称为导体的电阻率，可按下式
求出
R S R πd 2
L 4L
式中d 为圆形导体的直径。因此当测得 d、L 和
R 之后，可求得导体的电阻率。
四、实验内容
1.“B1”开关扳到“通”位置，等稳定后，调节检流计指 针在零位，灵敏度旋钮在最低位置。 2. 将被测电阻箱各旋钮指零，接在电桥相应的C1、P1 、 P2 、C2接线柱上。 3. 估计被测电阻大小，选择适当倍率位置。 4. 调节步进读数盘 和滑线读数盘，电桥逐步趋于平衡时 再逐步加大灵敏度，直至灵敏度达到最高，电桥仍平衡 为止。此时待测电阻
QJ23型箱式直流单臂电桥比率选择表
测量范围/Ω 1-10 10-102 102-103 103-104 104-105 105-106 106-107
电桥法测电阻
实验十八 电桥法测电阻电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器，被广泛用来精确测量许多电学量和非电量。
在自动控制测量中也是常用的仪器之一。
电桥按其用途可分为平衡电桥和非平衡电桥；按其使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥;按其结构可分为单臂电桥和双臂电桥。
本实验介绍的是直流电桥测量电阻。
电阻按阻值的大小大致可分为三类：待测电阻值在１ＭΩ以上的为高阻；在1Ω至1M Ω之间时称为中值电阻，可用单臂（惠斯登）电桥测；阻值在1Ω以下的为低值电阻，则必须使用双臂电桥（又称开尔文电桥）来进行测量。
一 实 验 目 的（1）掌握直流电桥测电阻的原理和方法。
（2）学习并掌握双臂电桥测低值电阻的方法。
二 实 验 原 理用伏安法测电阻时，由于电表精度的制约和电表内阻的影响，测量结果准确度较低。
于是人们设计了电桥，它是通过平衡比较的测量方法，而表征电桥是否平衡，用的是检流计示零法。
只要检流计的灵敏度足够高，其示零误差即可忽略。
用电桥测电阻的误差主要来自于比较，而比较是在待测电阻和标准电阻间进行的，标准电阻越准确，电桥法测电阻的精度就越高。
1．单臂（惠斯登）电桥的工作原理 单臂电桥线路如图1所示，被测电阻R X (即图中 R 3)与三个已知电阻R 1、R 2、R N 、连成电桥的四个臂。
四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个对角线上接电源E ，称为电桥的电源对角线。
电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。
当B 、D 两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流0=g I ，检流计指针指零，这时电桥处于平衡状态。
此时 D B V V = 于是21R RR R NX = 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为：N X R R RR 21= （1）电阻21R R为电桥的比率臂，称为倍率k ，N R 为比较臂。
以QJ-23型箱式电桥为例，它构造精细，测量范围大(1～610Ω),精确度高(在10～Ω510范围内精确度为%2.0±)，QJ-23型惠斯登电桥面板外形如图2：1-待测电阻XR 接线柱； 2-检流计按钮开关G ； 3-电源按钮开关B ； 4-检流计； 5-检流计调零旋钮；6-左侧3个接线柱是检流计连接端，当连接片接通“外接”时，内附检流计被接入桥路，当连接片连通“内接”时，检流计被短路； 7-外接电源接线柱，箱内为3节2号干电池，约4.5V ，使用时应注意外接电源接线柱是否应短路； 8-比率臂，即上述电桥电路中21R R 的比值，直接刻在转盘上； 9-比较臂，即上述电桥电路中电阻箱N R (本处为四个转盘)。
电桥法测电阻的操作方法
电桥法测电阻的操作方法电桥法是测量电阻值的一种常见方法，常用于电子学、物理学、化学以及工程领域。
其原理基于电流分布的均匀性，适用于各种电阻值的测量，具有高精度、高准确性等特点。
下面我们将就电桥法测电阻的操作方法进行详细介绍。
一. 原理介绍电桥法测量电阻的原理是基于电路中电流的分布均匀性。
这里以Wheatstone 电桥为例进行说明，在电路中四个电阻分别为R1、R2、R3和R4，当电路中分别加上电压U1、U2后电流I1、I2从而控制了电桥的平衡点。
如果两边电路的电势相等，那么测量电阻R的值即为公式(R1*R4)/(R2*R3)。
二. 电桥法测量电阻的操作步骤1.准备工作在测量电阻之前，应该检查各个继电器和校正器是否正常，并将所有旋钮旋至“0”位，以确保整个电路状态平衡。
此外，还应将测试用电阻和绞线电缆准备好，注意保证电阻或电缆无损坏。
2.组装电桥将绞线电缆连接到Wheatstone电桥上，然后在电桥的第一个接头处插入电阻测试子，这一步操作可能会给测量带来误差，因此需要谨慎操作。
3.调整电桥平衡状态电桥平衡是指在测试时电桥状态的平衡状态。
对于类比电路，需要调节电桥以使它平衡状态达到理想状态，以便测量电阻的准确性。
当电桥进入平衡状态时，压差读数为零，并且指示灯亮起。
4.记录电阻值在Wheatstone电桥平衡状态下，通过U-A标头进行电阻测量，同时读取电桥位的读数，这个数值即为要测量电阻的值。
5.反复测试在记录单次测量结果后，应该反复进行多次测试，以确保测试结果的准确性。
这也意味着我们需要根据实际需求对测试次数进行控制，充分利用反复测试的优势，提高测试结果的准确性。
6.计算平均值将多次测试的结果进行比较，计算平均值来得出更准确的电阻值。
多次测试的结果越接近，计算得到的平均值就越准确。
三. 注意事项电桥法测电阻以其高精度、高准确性的特点深得大家的认可，但在操作过程中仍需注意以下几点：1.测量环境要稳定电桥法需要在相对稳定的环境条件下进行测量，避免温度、湿度、振动等因素的干扰。
电学实验--测电阻的几个实验方法总结
电学实验--测电阻的几个实验方法总结测电阻是电学实验中的一项基础实验，用于测量导线、电器元件等的阻抗。
电阻的测量可以通过多种方法进行，常见的有电桥法、万用表法、伏安法和数码万用表法等。
本文将对这几种测电阻的实验方法进行总结。
第一种方法是电桥法。
电桥法是一种传统的测量电阻的方法。
它利用了两个串联的电桥电路进行测量，其中一个电桥电路中的电阻为待测电阻。
通过调节另一个电桥电路中的电阻以使整个电桥平衡，即通过观察电流表的指示是否为零来确定待测电阻的阻值。
电桥法的优点是测量精度高，适合测量较小的电阻值，缺点是操作相对繁琐，需要仔细调节电桥电路以实现平衡。
第二种方法是万用表法。
万用表是一种多功能的测量仪器，它可以测量电阻、电压、电流等。
使用万用表测电阻比较简单方便，只需要将待测电阻与万用表的探头连接起来，然后读取万用表的显示即可得到电阻值。
万用表法的优点是操作简便，测量速度快，适用于快速测量电阻值，缺点是精度相对较低。
第三种方法是伏安法。
伏安法是一种基于欧姆定律进行电阻测量的方法。
欧姆定律指出电流与对应电压之比等于电阻，即I = V/R。
根据这个定律，我们可以通过测量电压和电流来计算出电阻值。
伏安法的实验步骤是首先通过电源提供电流，然后使用电压表测量待测电阻两端的电压，再使用电流表测量通过待测电阻的电流。
最后根据欧姆定律计算出电阻值。
伏安法的优点是精度较高，适合测量较大的电阻值，缺点是需要有电流源和电压表、电流表等额外的仪器。
第四种方法是数码万用表法。
数码万用表是一种数字化的测量仪器，它具有精度高、测量范围广等优点。
使用数码万用表测电阻只需要将待测电阻与数码万用表的探头连接，然后读取数码显示屏上的数值即可得到电阻值。
数码万用表法的优点是操作简便，测量速度快，精度相对较高，适用于快速测量各种范围的电阻值。
不过需要注意的是，选择合适的测量档位是关键，过小的档位会导致溢出，过大的档位会影响测量精度。
总结来说，测量电阻的实验方法有电桥法、万用表法、伏安法和数码万用表法等。
电桥测量电阻的方法
电桥测量电阻的方法电桥是一种常用的电学实验仪器，也是测量电阻的重要工具。
它的工作原理是利用同一电路中电流相等的原理，将待测电阻与已知电阻相比较，根据比较结果计算待测电阻的值。
电桥测量电阻的方法比较简单、准确，适用范围广泛，可以用于研究电学基础知识、测量物质的电阻、探究材料的电性质等方面。
电桥测量电阻的基本原理是基于“电路中电流相等”的原理。
电桥是由四个电阻组成的电路，其中两个电阻已知，两个电阻待测。
按照基尔霍夫电流定律，每条电路中的电流总和为零，即：I1 + I2 = I3 + I4由此可得，如果I1和I2的大小相等，电桥则保持平衡。
平衡时电桥四个电阻的电压分别相等，即：对于不平衡状态，可以通过调整待测电阻的值来使电桥恢复平衡。
根据电桥电路原理和电阻公式可以推导出待测电阻的值：R = R2*(R1 + R3)/R4R1、R2、R3、R4是电桥电路的四个电阻，R2是待测电阻，R是待测电阻的测量值。
1、电桥电路的搭建搭建电桥电路的前提是将电桥四个电阻选定，R1和R3一般选用已知的标准电阻值。
为了保证电桥测量的准确性，应该尽量挑选电阻值大、稳定性好的电阻。
搭建电桥电路的时候，应按照电桥电路图连接电路，注意将各个部件连好并保证电路完整。
如果电路中每个电阻都已经连接好，可以通过改变待测电阻的值来调整电桥的平衡状态。
调整电桥电路的方法是通过调整待测电阻的阻值来实现平衡状态。
调整的过程通常分为两个步骤：（1）将电源的电流调整到适当的大小。
（2）改变待测电阻的阻值，直到电桥达到平衡状态。
在调整电阻阻值的时候，可以通过旋转电位器或插入调节电阻等方式来改变待测电阻的阻值。
3、测量电桥电路的平衡电压当电桥电路平衡时，可以使用万用表等测试工具来检测电桥电路各个部分的电压值。
应该记录下各个电路部分的电压值，并计算出平衡电桥电路的总电压和电流值。
4、测量待测电阻的阻值当电桥电路平衡时，可以根据电桥原理推导待测电阻的阻值。
具体计算公式已经在前面介绍过。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验名称 惠斯登电桥测电阻
（所属实验室：大学物理实验中心217分室）
一、实验基本介绍
电桥是一种比较式仪器，是很重要的电磁学基本测量仪器之一。
电桥按其结构特点可分为交流电桥和直流电桥，也可分为单臂电桥和双臂电桥；按工作状态可分为平衡电桥和非平衡电桥。
惠斯登电桥称为单臂电桥，是最常用的直流电桥，主要用于低电阻的测量。
二、实验仪器介绍
实验仪器：QJ23型直流电阻电桥，万用电表，电阻若干只。
图 1 QJ23型直流电阻电桥、指针万用表、待测电阻
【QJ23型箱式惠斯登电桥】
如图1所示。
箱式直流电桥具有便于携带、准确度高和使用方便等特点。
其电路原理图如图2所示。
R 1、R 2为比例臂，R s 为比较臂，改变b 点的位置就可以改变R 1/R 2（即比例系数K ）的比值。
例如将倍率开关
b
置于“102”时，便有
120.9998.90281.009409.09409.0981.009
1008.9020.999
R R +++++==+ 实验中R x 的误差主要取决于R s ，而不是R 1/R 2的比值。
从图2可知，比较臂R s 由四只可变的标准电阻相互串联，其总阻值可达9999Ω。
所以该电桥可测量1~9999000Ω范围内的电阻，基本量程为100~99990Ω。
调零旋钮
倍率选择
灵敏度旋钮
图3为QJ23型箱式电桥面板示意图。
面板中下部有四个标有“1000
⨯”、“100
⨯”、“10
⨯”和“1
⨯”的旋钮，是用来调节比较臂R s的，调节范围为0~9999Ω。
使用与读取方法同电阻箱。
面板右下角的“R
x
”接线柱是用来联接被测电阻的；
左侧上方的“+E-”用于联接外部电源；“内、G、外”为
检流计选择端钮，当“G”和“内”用短路片联接时，则
在“G”和“外”之间需外接检流计；在“G”和“外”
短路时，则箱式电桥内附的检流计接入了电路。
面板右
上角为倍率“K”选择开关。
面板左下角的“B”“G”按钮，从图2可以看出，
前者用于接通电源，后者用于接通检流计支路。
在使用
时，“B”、“G”两个电健要同时使用，但需先按下“B”，
再按下“G”；断开时则先松开“G”，再松开“B”，
以保护检流计。
所以使用箱式电桥时，先将倍率K（R
1/R
2
）确定，
然后调节R
S
使电桥平衡，由公式（3）便可计算出测量结果。
三、实验内容预习
实验目的
1. 理解直流电桥的构成和工作原理；
2. 掌握万用电表的使用和电桥的调节方法；
3. 用直流电桥测定电阻的阻值。
实验原理
惠斯登电桥测量电阻的原理
惠斯登电桥的原理如图4所示。
图中R
1、R
2
、R
s
是已
知其阻值的标准电阻，它们与待测电阻R
x
构成一个四边形，
每一边都称为电桥的臂。
R
1、R
2
称为比例臂，R
s
称为比较臂，
R
x
称为待测臂。
在A、B两端接直流电源E；在C、D两点间接检流计G，结构像桥一样，故称为电桥。
当C、D两点间图3图2
的电势不相等时，有电流通过检流计G ，电桥不平衡。
调节R s ，使检流计中电流为零(I g ＝0)，此时C 、D 两点间电势相等，电桥达到平衡，于是有：
I 1 R x =I 2 R s
(1)
I 1 R 1=I 2 R 2
(2) 1
2
x s s R R R KR R =
=
(3)
式中K= R 1/R 2称为比例系数。
由公式(11-3)知，当电桥平衡时，两相对桥臂电阻的乘积相等。
显然，R x 可由标准电阻R 1、R 2 和R S 求得，与电源的电压无关。
所以，电桥测电阻实质上是比较测量法。
由于标准电阻有很高的精确度，因而用电桥测电阻也有很高的精确度。
3.2.2 电桥灵敏度
在实验中，我们是通过检流计的指针是否偏转来判断电桥平衡的；所以测量结果的准确程度与检流计的灵敏度有关。
当电桥平衡时，如果比较臂R S 有一增量?R S ，电桥的平衡被破坏，使检流计指针偏移?n 格，则电桥的灵敏度S 定义为：
s
s s
s
n n
S R R R R ∆∆=
=∆∆ （4） 可以证明，对同型号检流计和电阻组好的电桥，改变其它任一臂，电桥的灵敏度都一样，即灵敏度是唯一确定的。
所以公式（11-4）可改写为：
i
x i x
n n
S R R R R ∆∆==∆∆ （5） 若检流计在分格以下的偏转变化不可察觉，则当?n=分格时，所对应的R x 值可能产生的最大误差为?R x 。
0.2
x x R R S
∆=
（6） 实验内容与步骤
（1）先用万能电表电阻档粗测电阻的阻值。
对指针式电表，合适的档位能使指针有较大的偏转；对数字式电表，若首位读数是1，则应有4位有效数字，若首位是其它数字，则应有3位有效数字，否则就是档位不合适。
. （2）将电阻接到电桥上，根据电阻值选择电桥的倍率和读数旋钮（比较臂R s ），合适的比率将有4位有效数字的测量结果，也就是首位读数旋钮不为零。
连接短路片，令电桥使用内置的检流计和内置的电源。
（3）按下电源开关按扭“B ” ，使电桥通电。
起初电桥处于非平衡状态，点按检流计按扭“G ” ，可观察到指针的偏转。
由偏转方向，判断读数调节的增减方向，相应调节最大的读数旋钮，使指针的偏转幅度减少。
（4）仿步骤3，依照从大到小的次序，不断调节电桥的读数旋扭，逐渐使电桥上的检流计指针指向零。
（5）当检流计指针指向零时，即电桥处于平衡状态时，用（3）式计算待测电阻的阻值。
（6）最后，检查平衡电桥的灵敏度：在电桥平衡时，改变读数旋钮的值，使检流计指针偏移?n 格，相应的电阻值改变为?R ，计算电桥的灵敏度
n
S R R
∆=
∆ （7）依上方法，测量几只阻值不同的电阻和这些电阻的串、并联电阻值。
（8）根据（6）式估算测量的不确定度。
四、思考题
（1）为什么用电桥测量待测电阻前，先要用万用表进行粗测 （2）箱式电桥中比例臂的倍率值选取的原则是什么
五、数据记录的参考表格
表格一 用箱式电桥测电阻。