直流电桥数据处理(图表)
直流电桥实验
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实验仪器
ZX21电阻箱3 ZX21电阻箱3只、C-15捡流计、待测电 电阻箱 15捡流计、 捡流计 阻2只、滑线变阻器1只、保护开关一只 滑线变阻器1 、干电池2节、开关1只、导线若干。 干电池2 开关1 导线若干。
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实验原理
1、电桥平衡时： 电桥平衡时：
R R = 2R x s R 1
∆n ,单 是 格 位 “ ” 电桥灵敏度： 2、电桥灵敏度： 定义 S测量 = ∆Rs ( ) Rs Sg • U S理论 = ,其 RT = R + R2 + RS + Rx 中 1 RT
10 106 欧姆的中值电阻，惠斯登电桥又称直 ～ 欧姆的中值电阻，惠斯登电桥又称直
流单臂电桥。 流单臂电桥。
实验目的
掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法； 1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法； 2、研究电桥灵敏度； 研究电桥灵敏度； 学习合理选择实验条件，减小系统误差； 3、学习合理选择实验条件，减小系统误差；
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电桥是一种用比较法测量的仪量， 电桥是一种用比较法测量的仪量，即将 是一种用比较法测量的仪量 未知量跟已知量相比较进行测量， 未知量跟已知量相比较进行测量，它具有 较高的灵敏度和准确度， 较高的灵敏度和准确度，在自动控制和瞬 息万变动检测中得到广泛的应用。 息万变动检测中得到广泛的应用。 根据用途不同，电桥有多种类型，其性能构 根据用途不同，电桥有多种类型， 造各有特点。在各种电桥中， 造各有特点。在各种电桥中，惠斯登电桥是 其中最基本的一种。 其中最基本的一种。它通常用来准确测量
K = R2 / R1
Sg (格/A)
∆R S
1.000 0.1000 10.00
数据处理
表2：数据处理结果
实验十八直流电桥测电阻实验报告
实验十八直流电桥测电阻实验报告一、实验目的1.掌握直流电桥的基本结构、原理和使用方法；2.学习使用直流电桥测量电阻。
二、实验仪器与器材1.直流电桥主体：包括电源、电桥、电流计等组成；2.高精度套装电阻箱；3.电导线；4.多用表；5.尺子。
三、实验原理直流电桥的基本原理就是根据欧姆定律，利用电桥平衡条件来测电阻值。
在实验中，通过调整电桥的阻值，使得电流为零，即在两端读取到相同电压，此时被测电阻值等于设置的阻值。
四、实验步骤1.将直流电桥接通电源，并将高精度套装电阻箱接入电桥的两个相反支路上；2.调节电阻箱阻值，使得电桥两侧的电流为零；3.记录此时电阻箱上的阻值，即为被测电阻值；4.通过多用表检查测量结果的准确性。
五、实验数据记录与处理1.实验数据记录使用直流电桥对5个不同电阻进行测量，分别记录电桥两侧的电阻值和电阻箱上的设定阻值，并计算误差。
被测电阻（Ω）电桥两侧电阻（Ω）设定阻值（Ω）误差（Ω）R1 2.98 3 0.02R2 4.01 4 0.01R3 10.03 10 0.03R4 20.05 20 0.05R5 50.02 50 0.022.数据处理将每次测量得到的数据进行误差计算，如下所示：误差=电桥两侧电阻-设定阻值每次测量的误差都小于0.1Ω，符合实验的要求。
六、实验结果分析与讨论通过本实验，我们掌握了使用直流电桥测量电阻的方法，并且对测得的数据进行了处理分析。
由于实验所用的仪器与器材都是高精度的，所以测量结果的误差较小，符合要求。
在实际应用中，直流电桥是一种常用的测试电阻的工具，其精度可以达到0.1%以上，比其他测量方法更为准确和稳定。
因此，掌握直流电桥的原理和操作方法对于电阻的测量和实验研究非常重要。
七、实验总结通过本实验，我们学会了使用直流电桥测量电阻，并对测量结果进行了处理和分析。
实验过程中，注意到电阻的接触是否良好，避免一些干扰因素对测量结果的影响。
并且在实验结束后，对仪器进行了正确的关闭和清理。
直流单臂电桥
※ 检流计按钮G1支路上串接
了一个较大阻值的保护电阻 Rg，用于粗调电桥平衡，可 避免检流计被过大电流冲击。 G0为细调按钮。
2．多功能温度测控仪和恒温柱面加热器
本实验用ZHQ-1型恒温柱面加热器对待测量的 三种样品（铜、合金、半导体）进行加温，并 由KWY-3型多功能温度测控仪进行控温和测温。
1．QJ24型直流单臂电桥
QJ24型箱式电桥采用惠斯通电桥线路，主要由比 率臂、比较臂、检流计和电池组组成。全部部件 安装在箱内，箱盖铭牌上给出了电桥原理线路和 有关参数，供使用者参考。
QJ24型电桥测量范围是 20～99990欧姆，准确度等 级为0.1级，内接电源电压为 4.5伏，外接电源为4.5伏。
半导体的电阻与温度的关系和金属导体不同。在 通常温度下，半导体的电阻随温度的升高而减小， 具有负的电阻温度系数。它的变化规律为
E
R R0e kT
式中，E和R0是常量，k为玻耳兹曼常数，T为绝对 温度。利用半导体的这一性质制成的热敏电阻， 在灵敏测温和自动温控装置中得到广泛应用。
三、仪器介绍
电阻R－t图线，求出直线在纵轴的截距和斜率k，
于是铜电阻的温度系数 =k/Rt
求出所测电阻的温度系数，并与公认值‘ 进行 比较。铜电阻的公认值 ’= 0.0043/℃
E
'
'
100 %
2.分别作合金和半导体材料的R-t曲线，说明合 金和半导体的温度特性。
☆KWY-3型多功能温度测控仪
开机后仪器自行显示“控温测量”状态，用功能 选择键选择仪器功能。每按一次功能选择键仪器 进入下一功能状态。
用温度设定键选择温度设定位，用 键设定所需温 度，全部设定完以后按设定键确认。也可用T0+5 直接增加5℃设定制温度。
直流电桥(基础)
直流电桥电桥线路在电磁测量技术中，有着极其广泛的应用。
电桥是一种用比较法测量电阻的仪器。
被广泛地应用于现代工业自动控制、电气技术、非电量转化为电学量测量中。
电桥的种类有许多，从供电电源来考虑可分为两大类----直流电桥和交流电桥。
直流电桥用于测量电阻，交流电桥用于测量电容、电感。
还可通过传感器将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。
直流电桥又可分为测量中等电阻值的惠斯通电桥（单臂电桥）和测量小电阻值的开尔文电桥（双臂电桥）。
15-1 惠斯通电桥的原理和应用 实验原理1.惠斯通电桥线路原理如图15-1所示，若待测电阻Rx 和标准电阻R 并联，因并联电阻两端的电压相等，于是或 (1)图15-1 并联电阻 这样，待测电阻Rx 与标准电阻R 通过电流比 联系在 一起，可以不用电压表来测量电压了，但是要测得Rx ，还需要测量电流I 1和I 2。
为了避免这两个电流的测量，我们设法用另一对电阻比Ra/R b 来代替这两个电流比，即要求 （2） 这是容易做到的，设计一如图15-2(a)电路，当B 点和D 点电位相等时，（2）式成立。
(a) (b) 图15-2 惠斯通电桥电路图15-2(a)所示电路就称之为惠斯通电桥电路。
在B 、D 之间接一检流计G ，调节电阻Ra 和Rb(或标准电阻R)，使检流计G 中没有电流通过，这时B 、D 两点的电位相等。
图15-2(a)和(b)是等效的（试证明之）。
比较（1）（2）两式，得或 (3)这样就把待测电阻Rx 的值用三个电阻值表示了出来，式中k=Ra/R b 称为比率臂或倍率。
通常将Rx 、Ra 、R b 和R 叫做电桥的臂。
Rx 称为待测臂，R 称为比较臂，将接检流计G 的对I 1I 2RxRRI R I x 21=12I I RR x=12I I 12I I R R b a =baR R R R x =KR R R R R b a x ==角线BD 称为“桥”，当桥上没有电流通过时，称电桥达到了平衡。
直流电桥测电阻
1. 在实验前对检流计进行机械调零，使不通电时指针指向零点。 2. 注意检流计的偏转情况，如偏转太大，应立刻松开按钮 B0、G1， 根据偏转方向调节电桥各臂， 使检流器指示为零， 电桥达到平衡。 3. 尽量减少导线的连接点，如板式电桥 Rx、Rs 一端导线可均连至 C 点。 4. 板式电桥保护电阻尽可能小，使过电桥的电流大，增加检流计的 灵敏度。 5. 以 QJ-23 型直流电阻电桥求电阻时，适当调节 L1/L2 的值，使调节 电阻的四个按钮都用上。 【习题解答】
L2/cm
①33.10 ②18.90 ③13.50 ④43.80
①49.90 ②32.10 ③24.00 ④59.80
①60.10 ②41.70 ③32.50 ④69.80
①66.90 ②49.00 ③39.20 ④75.10
①71.70 ②54.50 ③44.70 ④78.50
①Rx1 的电阻②Rx2 的电阻③两电阻串联的电阻④两电阻并联的电阻
表三以 QJ-23 型直流电阻电桥求电阻
测量项目 Rx1 Rx2 串联 并联 l1/l2 0.01 0.1 0.1 0.01 读数/Ω 9970 2103 3115 6570 测量结果/Ω 99.70 210.3 311.5 65.70
【数据处理与结果表达】
用板式电桥测电阻时 对于 Rx1， 标准差= U= ������������1
2 ������������ −������ 2 5 =0.74175Ω=Ua1， Ub1=0.01*100=1Ω， ������ =1 4
+ ������������1 2 =1.245Ω
������������ −������ 2 5 =1.44741Ω=Ua2, ������ =1 4
直流电桥
直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为 平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡， 从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥(惠斯登电桥)、双臂直流电桥(开尔文电桥)。它们只 能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续 变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻， 根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温 度、压力、形变等。
图 3 双桥的测量原理
图 4 双桥测量线路
从图 3 中看出，在单臂电桥的基础上，增设了电阻R1、R3′构成另一臂，被测电阻Rx和标准电 阻RN均采用四端接法，C1、C1′两个电流端，接电源回路，从而将这两端的引线电阻、接触 电阻折合到电源回路的其它串联电阻中，P1、P2、P1′、P2′是电压端，通常接测量用的高电 阻回路或电流为零的补偿回路，使这它们的引线电阻和接触电阻对测量的影响大为减少。
四、实验内容及方法
图 7 为 FQJ-Ⅲ型非平衡电桥的面板示意图：
(一)用惠斯登电桥测量电阻
1、二端法测量：
a、量程倍率设置：为了提高学生的动手能力，电桥的量程倍率可视被测电阻的大小自
行设置。方法是：通过面板上的R1、R2两组开关来实现，如“×1”倍率，可分别在R1、R2两 组的“×1000”盘上打“1”其余盘均为 0；“×102”倍率可在R1的“×1000”盘打“1”， R2的“×10”盘打“1”其余盘均为 0……由此可组成下表中分别不同的量程倍率。
c、按图 8 所示，在“Rx”与Rx1之间接上被测电阻，R3测量盘打到与被测电阻相应的数 字，按下G、B按钮，调节R3，使电桥平衡(电流表为 0)。
直流电桥法测电阻实验报告
直流电桥法测电阻实验报告实验目的：1.了解直流电桥法测量电阻的原理；2.掌握直流电桥法测量电阻的实验操作方法；3.探究不同测量条件下对测量结果的影响。
实验原理：实验器材：直流电源、电桥、标准电阻、待测电阻、电阻箱、导线等。
实验步骤：1.连接电路：将直流电源的正负极分别连接到电桥电路的相应接口；2.调节滑动变阻器：通过调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数尽量接近零，并固定滑片位置；3.加入标准电阻：在电桥电路上加入一个已知电阻的标准电阻；4.测量电阻：将待测电阻连入电桥电路中，通过调节电桥电路中的标准电阻使电流表示数最接近零；5.记录实验数据：记录标准电阻值、电阻箱设置值以及调节滑动变阻器时的示数；6.重复实验：根据实验需要，可以多次重复实验获取更准确的结果。
实验数据处理：1.计算未知电阻值的实验结果：根据电桥电路中的已知电阻值和相应示数，可以通过比值关系计算出待测电阻的值；3.讨论实验结果：根据实验数据和误差分析，讨论实验结果的准确性，分析实验中可能存在的问题和改进措施。
实验结果和误差分析：实验中我们使用直流电桥法测量了一个未知电阻的值，记录了实验数据如下：标准电阻值：1000Ω电阻箱设置值：500Ω调节滑动变阻器的示数：50我们通过计算得到的待测电阻值为：500Ω×1000Ω/50=1000Ω1.电桥电路的接线不稳定，会对实验结果产生影响；2.电阻箱的阻值可能存在一定的误差，会对实验结果产生影响；3.实验中可能存在读数误差和实验操作误差等。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取以下改进措施：1.保持电桥电路的接线稳定，并检查电路中的连接情况；3.实验中要仔细读数，减小读数误差的影响；4.多次重复实验，取平均值来减小随机误差的影响。
结论：。
直流电桥
尽管有些单电桥采用了一些措施努力减 小误差，但对于1欧姆以下的小电阻测量 仍达不到较高准确的结果，此时应用直 流双臂电桥线路来测量小阻值。
灵敏度是电桥测量技术的一个重要指标，电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端 电压或电流的变化来表示，即： Su=⊿Uo/(⊿R/R)或Si=⊿Io(⊿R/R) 分别表示电桥的电压灵敏度和电流灵敏度。 测量电桥的桥臂电阻一般都应该按最大灵敏度来选择。
用QJ-23型直流单臂电桥测量电阻 1.调节好检流计的机械零点。 2.将待测电阻接在X1、X2上。 3.将比例臂V和比较臂I、II、III、IV调节到适当位置，使电桥在接近平衡 位置的状态下使用。 4.先按下电源按钮B0，再按下检流计按钮G1，特别注意检流计的偏转情 况，如偏转太大，应立刻松开按钮B0、G1，根据 偏转方向调节电桥各 臂，使检流器指示为零，电桥达到平衡。 5.按下B0、G0，记录各臂的读数。 6.分别测量两电阻各自的电阻值，以及两电阻串联、并联的电阻值，记 录于表中。
测量方法可分成直接测量法和间接测量法，直接测量 法是指无需通过数学模型的计算，通过测量可直接得出 结果。如用卡尺测工件的内径，卡尺的读数值就是工件 的外径。而间接测量法是需要通过数学模型的计算得出 测量结果，如检定一块压力表，测量结果是被检表示值 减去压力计的示值而得。
67.22
64.90
66.31
66.56
65.84
表三 以QJ-23型直流电阻电桥求电阻
测量项目 l1/l2 读数/Ω 测量结果/Ω
Rx1
0.01
9970
99.70
Rx2
0.1
2103
210.3
串联
0.1
3115
311.5
大学物理实验 直流电桥
直流电桥电桥是指用来测量电阻或交流阻抗的桥式电路，或按此原理制成的仪器。
电桥线路在电磁测量技术中得到了极其广泛的应用。
它不仅可以用来测量电阻，还可以用来测量电感、电容、频率、温度、压力等许多物理量。
根据用途不同，电桥有多种类型，结构与性能也各有特点，但基本原理是相同的。
按工作原理来分，可分为直流电桥和交流电桥两大类，依工作方式还可分为平衡电桥和非平衡电桥。
直流平衡电桥有直流单臂电桥（又称惠斯登电桥）和直流双臂电桥（又称开尔文电桥）两种。
惠斯登电桥适用于测量610~10Ω数量级的电阻，小于10Ω的电阻可用双臂电桥测量。
它们都具有较高的灵敏度。
用惠斯登电桥测电阻一、实验目的① 掌握惠斯登电桥的基本原理和使用方法。
② 了解电桥的灵敏度和测量误差。
二、实验仪器QJ24型惠斯登电桥、待测电阻、数字万用表、导线等。
三、实验原理如图2.18所示，将待测电阻x R 与可调标准电阻2R 并联在一起，因并联电阻两端的电压相等，于是有x x 22I R I R =或x 22x R I R I = （2.24）这样，待测电阻x R 与标准电阻2R 的关系就通过2xI I 联系在一起。
但是，要测得x R ，还需要测量电流2I 和x I 。
为了避免测这两个电流，我们采用图2.19所示的电路。
在图2.19中，1R 、3R 也是可调的两个标准电阻，2R 和x R 右端（C 点）仍然连接在一起，因而具有相同的电位，它们的左端（B 、D 点）则通过检流计连在一起。
当我们调节1R 、2R 和3R 的阻值使检流计中的电流0g I =时，则B 、D 两点电位相同，也就是说x R 和2R 左端虽然分开了，但仍保持同一电位，因而式（2.24）仍然成立。
图2.18 将电阻并联起来 图2.19 惠斯登电桥原理对于1R 和3R ，同样有1133I R I R = 或3113R I R I = （2.25）又因g 0I =，这时3x I I =，12I I =，故21x 3I I I I =，代入式（2.24）、式（2.25），得3x 21R R R R =或 3x 221R R R kR R == （2.26） 这样，就把待测电阻的阻值用3个标准电阻的阻值表示了出来。
直流非平衡电桥
计算 线性范围：作 与 关系曲线
由图可解得，当 ，即 时， 可近似看作线性关系。
电桥灵敏度 。作 曲线，拟合得到斜率 =0.0100
。即 曲线斜率
∴ 范围内， 可视为线性关系。
不同时，电桥绝对灵敏度不同， 越大绝对灵敏度越小，但相对灵敏度保持不变。
4.铜丝电阻温度系数
铜丝电阻值很小，故可认为 在线性关系范围内。
做出 曲线，拟合得到dR/dT，并计算出20°C时电阻
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数据处理
1.
计算 线性范围：作 与 关系曲线
由图可解得，当 ，即 时， 可近似看作线性关系。
电桥灵敏度
。作 曲线，拟合得到斜率 =0.0005
。即 曲线斜率
2.
计算 线性范围：作 与 关系曲线
由图可解得，当 ，即 时， 可近似看作线性关系。
电桥灵敏度 。作 曲线，拟合得到斜率 =0.0001
。即 曲线斜率