北京邮电大学物理实验_惠斯登电桥测中值电阻
惠斯登电桥测电阻
实验4—13 惠斯登电桥测电阻电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式，它不仅可以测量许多电学量，如电阻、电容、电感等，而且配合不同的传感器，还可以测量很多非电学量，如温度、压力、位移等，因此，它在自动检测和自动控制领域具有广泛的应用。
电桥的种类很多，本试验使用惠斯登电桥测量中值电阻，并研究热敏电阻器的阻值与温度的关系特性。
【实验目的】1. 掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和方法。
2. 了解热敏电阻的特性。
【实验原理】1. 惠斯登电桥惠斯登电桥又叫单臂电桥，是一种利用比较法精确测量中值电阻的方法，也是电学中一种很基本的电路连接方式。
惠斯登电桥有板式电桥和箱式电桥两种。
箱式电桥便于携带，但是它的线路是在箱子的内部，并且集成度高，不便观察。
而板式电桥又叫学生型电桥，它能简单而又直观地反映电桥线路的特点，便于观察并且适合手工操作。
图4-13-1惠斯登电桥基本电路如图4-13-1所示,A R 、B R 、S R 、x R 为四个电阻(其阻值分别为A R 、B R 、S R 、x R )，联成四边形，每一边称为电桥的一个桥臂；对角A 和C 与直流电源相连，B 和D 之间连接一个检流计，用来检验其间有无电流流过。
显然，当B 和D 的电势相等时，检流计中无电流流过，此时称为电桥平衡。
由欧姆定律可知，当电桥平衡时x A B SR R R R 。
上式大学物理实验110 就是惠斯登电桥的平衡方程。
若已知A R 、B R 、S R ，即可根据此方程求出待测电阻x R 。
(L 1)(L 2)图4-13-2板式惠斯登电桥电路如图4-13-2所示，AC 之间是一根粗细均匀的金属丝，由于检流计接在BD 之间，将这根金属丝分成了两段，而这两段金属丝的电阻比值就等于他们的长度比值，即1122R L R L =。
当然这只是理想的情况，因为金属丝经过较长时间的使用以后，其各个部分的直径发生了变化，如果仍然认为1122R L R L =，就会给实验结果带来一定的系统误差。
4-实验四 惠斯通电桥测量中值电阻
【注意事项】
仪器面板上所标 B 是电源开关按钮，实验中不要将此按钮按下锁住，以避免电流热效应引起 电阻阻值改变，并防止电池很快耗尽。G 是检流计开关按钮，一般只能跃按，以避免非瞬时过载 而引起检流计损坏。
【参考文献】
[1] 成正维. 大学物理实验. 北京: 高等教育出版社, 2002
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北方民族大学 基础物理实验中心
北方民族大学 基础物理实验中心
大学物理实验指导书
实验四
惠斯通电桥测量中值电阻
电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式，它可以测量很多电学量，如电阻、电 容、电感、互感等，还可以配合不同的传感器件测量很多非电学量，如温度、压力、加速度等。 因此在传感技术中应用极广。电桥的种类较多，按工作状态可分为平衡电桥和非平衡电桥；按工 作电流种类可分为直流电桥和交流电桥；按结构和测量范围可分为单臂电桥和双臂电桥。 电桥法根据平衡和比较原理测量电阻，其构思巧妙、测量准确、适用方便，是电磁测量的基 本方法。本实验所用电桥为直流单臂电桥，也称作惠斯通（Wheatstone）电桥。惠斯通电桥适用 于测量中值电阻。
Rx
R1 Rs R2
（1）
其中 R1/R2 称为比率臂。若比率臂与比较臂值 Rs 均为已知，则可算出 Rx 的值。 电桥平衡后检流计指针指零；若桥路中电阻值发生改变，如 Rx 的改变量为△Rx，则电桥失去平 衡，检流计指针发生偏转，偏转格数为△n。我们将由于 Rx 的改变而引起检流计 G 指针的偏转 所引起的△n 与 Rx 的相对改变量△Rx/Rx 的比值称为电桥相对灵敏度 S，即：
注：1.参考条件即检定本仪器的测试条件，用以判别合格与否；标称使用条件下的允差是指仪器 在二个极限值时，仪器准确度允许变化的数值。 2.Elim 为基本误差允许的误差极限：
用惠斯通电桥测电阻--实验报告
物理实验报告物理实验室制请认真填写实验原理（注意：原理图、测试公式） 原理一：惠斯通电桥原理图：8-1（a ）如图，联成一个四边形，每一边称为电桥的一个臂；对角和加上电源，而在对角、间连接检流计，用以比较这两点间电位，所谓“桥”就是指的这条对角线，当桥路两端、等电位时，中无电流通过，称之为“电桥平衡”。
计算过程：IG=0 则UAC=UAD UCB=UDB 。
由欧姆定律得 11R I R I x x =2200R I R I = 检流计中无电流流过，故 21I I = 0x I I =整理得：210R R R R X =(8-1)或21R R R R X =(8-2)通常称 21/R R 为比例臂，而 0R 称为比较臂，所以电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成。
原理二：用交换法计算该更准确值。
误差来源有两个：一是、、本身的误差；一是电桥的灵敏度。
（1）用交换法（互易法）消除、本身的误差对测量结果的影响。
我们自搭一个电桥，设电桥的灵敏度足够高，主要考虑、、引起的误差。
此时R），而△n是由于电桥偏离平衡而引起的检流计指针偏转格数。
如果一个很小的△R 电阻能引起较大的△n 偏转，则电桥的灵敏度就高，带来的误差也就越小。
选用灵敏度高、阻低的检流计，适当提高电源电压，适当减小桥臂电阻，尽量把桥臂配置成均匀状态，有利于提高电桥灵敏度。
实验容及步骤请认真填写实验思考与建议1、箱式电桥中比例臂的选取原则是什么？答：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。
请在两周完成，交教师批阅。
惠斯通电桥测电阻实验原理
惠斯通电桥测电阻实验原理
惠斯通电桥是一种测量电阻的方法，它可以用于测量电阻器的精
确电阻值，也可用于检测电路中的电阻值变化。
它的基本原理是利用
交流电桥平衡条件来测量未知电阻值的大小。
惠斯通电桥由四个电阻器和一部交流电源组成，其中两个电阻器
被称为比较电阻器，另外两个电阻器则被称为未知电阻器和可调电阻器。
通过调整可调电阻器的电阻值，使未知电阻器的电阻值与比较电
阻器相等，可达到平衡状态。
当平衡时，电桥的电路中没有电流流过，因此电桥的两端电势差
为零，相应地，比较电阻器中的电势差也为零。
由于比较电阻器已知，因此就可以求出未知电阻器的电阻值。
为了更精确地测量电阻值，通常会多次调整可调电阻器的电阻值
来寻找最佳平衡状态。
同时，还需要注意调整交流电源的频率和电压，以确保测量结果的准确性。
总的来说，惠斯通电桥是一种非常精准的电阻测量方法，它在科
学研究和工业生产中都有着广泛的应用。
在实验操作时，需要注意仪
器的正确连接和参数的调整，以确保获得准确的测量结果。
大学物理实验报告-单臂双臂电桥和电阻测温实验(完整解答)
电桥实验试题标准答案[采用电桥测量中值电阻] 一、实验原理答：惠斯登电桥是用于精确测量中值电阻的测量装置。
电桥法测电阻，实质是把被测电阻与标准电阻相比较，以确定其值。
由于电阻的制造可以达到很高的精度，所以电桥法测电阻可以达到很高的精确度。
1．惠斯登电桥的线路原理惠斯登电桥的基本线路如图 1 所示。
它是由四个电阻 R 1 Rx R 1，，R 2 R s R x 联成一个四边形 ACBD ，在对角线 AB 上接上电源E ，在对角线 CD 上接上检流计P 组成。
接入检流计（平衡指示）的对角线称为“桥”，四个电阻称为“桥臂”。
在一般情况下，桥路上检流计中有电流通过，因而检流计的指针有偏转。
若适当调节某一电阻值，例如改变 R s 的大小可使C 、D 两点的电位相等，此时流过检流计P的电流I P =0，称为电桥平衡。
则有 图 1 单臂电桥连线图V C = V D （1） I R 1 = I Rx = I 1（2）I R 2 = I Rs = I 2 （3）由欧姆定律知V AC = I R 1 1 = V AD = I R 2 2 （4）V CB = I R 1 x = V DB = I R 2 s （5）由以上两式可得R 1R x =R s （6）此式即为电桥的平衡条件。
若R 1， ，R 2 R s 已知，R2R x 即可由上式求出。
通常取 、 为标准R 1 R 2 电阻，称为比率臂，将R R 1 / 2 称为桥臂比； 为可调电阻，称为比较臂。
改变 使电桥达R s R s 到平衡，即检流计P 中无电流流过，便可测出被测电阻 之值。
R x2．用交换法减小和消除系统误差分析电桥线路和测量公式可知，用惠斯登电桥测量R x 的误差，除其它因素外，与标准电阻R 1，R 2 的误差有关。
可以采用交换法来消除这一系统误差，方法是：先连接好电桥电路，调节 使R s P 中无电流，可由式（6）求出R x ，然后将 与 交换位置，再调节 使R 1 R 2 R s P 中无电流，记下此时的 ，可得R s ′RR x = 2R s ′ （7）R 1 式（6）和（7）两式相乘得R x 2 = R R s s ′或R 2 R s R h KER m S G PR x = RR s S′（8）这样就消除了由R1，R2本身的误差对R x 引入的测量误差。
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)。
实验 用惠斯登电桥测量电阻
三、 实验原理 1. 惠斯登电桥的电路原理 测量电阻的方法很多,其中最常用的是伏安法和电桥法两 种。用伏安法测电阻时 , 除了因电压表、 电流表准确度不高
带来的误差外 , 还由于电表内阻和电路本身的影响 , 也不可
避免地带来误差。1843年惠斯登设计了一种电桥电路,无需电 压表、电流表, 大大提高了电阻的测量精度。
(2) 按电桥底板说明的使用方法调整好仪器。根据铜线
圈电阻粗测值, 选用适当的倍率, 测出室温下铜线圈的电阻值。
图 3-17-3 测铜线圈阻值的实验装置示意图
(3) 接通水浴锅电源,并顺时针旋转“温度调节”旋钮, 使 大小指示灯都亮 , 此时水浴锅电炉丝通电加热。当油温升高 3～4℃时, 再按逆时针方向慢慢旋转“温度调节”旋钮,使小指 示灯刚能熄灭。同时不断地轻轻搅动搅拌器, 待油温基本稳定 后, 随即测出并记录R、t的对应值。 然后再顺时针旋转“温度
表3 - 17 - 1 纯金属的电阻温度系数
金属 金 40 银 40 铜 43 铁 60 铝 42
公认值 （ 10 4 / C）
四、 实验内容 1. 用箱式电桥测铜线圈在不同温度下的电阻值
(1) 按图 3-17-3 安放好仪器。先用万用表粗测铜线圈的
电阻值,然后用两根短导线将它连到电桥Rx接线柱上。
阻值的标准电阻组成。通过调节a点位置使倍率M分成7挡
(×0.001、×0.01、×0.1、×1、×10、×100、×1000)。 测 量时, 应根据被测电阻的阻值选取倍率 , 以保证Rs 有四位读数。 该电桥的测量范围为 1 ～ 9.999×106Ω , 基本量程为 10 ～ 9999Ω 。 在基本量程以内 ,用内部电源和检流计时 ,该电桥的准确度等级 为0.2级。测量时仪器的允许误差为
惠斯登电桥测电阻惠斯登电桥测电阻
惠斯登电桥测电阻惠斯登电桥测电阻惠斯登电桥是一种经典的电子仪器，在电学领域有着广泛的应用。
它可以用来精确地测量电阻、电容和电感等电性参数。
惠斯登电桥的测量原理是通过电桥平衡技术，通过调节电桥电路的不同参数，使其进入平衡状态，从而得到待测元件的电学参数。
本文将详细介绍惠斯登电桥测电阻的原理、结构和操作步骤。
一、惠斯登电桥测电阻原理惠斯登电桥测电阻的原理是利用电桥平衡技术，通过电源提供电流，待测电阻和标准电阻作为两个分支连接到电桥的两个端点上，另外两个分支则分别是调节电阻和灵敏电流表。
电桥的平衡条件是：这四个分支中的电势差均相等，即U1/U2=R1/R2。
当达到平衡状态时，调节电阻的电阻值等于待测电阻的电阻值。
惠斯登电桥一般由五个部分组成：电源、测量元件、调节电阻、灵敏电流表和电桥总体结构。
其中，电源为电桥提供所需的电流；测量元件是带测量的被测电阻元件；调节电阻和灵敏电流表分别用来调节和测量电桥中的电流和电压；电桥总体结构则是将以上的精密部分组合在一起，以保证测量精度。
1、将各组件按照电桥图连接，在调节电阻的两端间接一个小开关，将它断开。
2、将调节电阻R3中值设置为10KΩ，用一个万用表将其标记一下。
3、将灵敏电流表接到电桥中。
4、将所有开关关闭，将被测电阻Rx接入到电桥中。
如果Rx需要进行头尾测量，则需要将万用表接在Rx的两端。
5、将断路开关合上，并根据各桥臂的元件值，调节灵敏电流表中的极限电流和灵敏电流表的电流调整旋钮，以便使电流表的读数不大于1/2量程。
6、调节调节电阻R3，使灵敏电流表指针在中心的位置。
8、将灵敏电流表中的最新读数记下，然后关闭开关。
9、利用公式计算出被测电阻Rx的电阻值，计算公式：Rx=R2(R3/R4)。
10、根据需要重新调整R3的值，并进行测量。
四、结语惠斯登电桥是电学中一种十分经典的测量仪器，其原理简单，测量精度高，使用方便，非常适合用于测量各种电性参数。
通过学习本文的介绍，大家应该能够明确了解惠斯登电桥测电阻的原理、结构和操作步骤，从而可以更好地使用该仪器进行电阻的测量。