双臂电桥测电阻
双臂电桥测低电阻的原理
双臂电桥测低电阻的原理哎呀，这可是个高科技活儿啊！双臂电桥测低电阻，听起来就跟什么神秘的魔法一样。
不过，别担心，我这就给你讲讲这玩意儿的原理，保证让你轻松理解！咱们得知道什么是电桥。
电桥是一种测量电阻的仪器，它是由四个电阻组成的。
这四个电阻分别是电源、待测电阻、电桥中间的一个电阻和电桥另一端的一个电阻。
这四个电阻通过导线连接在一起，形成一个三角形。
接下来，我们要讲的是双臂电桥。
所谓双臂电桥，就是把原来的两个电阻变成了四个电阻。
这四个电阻是怎么来的呢？原来，我们把原来的两个电阻中的一个电阻去掉，然后用另外两个电阻代替。
这样一来，原来的两个电阻就变成了四个电阻。
这四个电阻就是双臂电桥的基本组成部分。
那么，双臂电桥怎么测量低电阻呢？其实，原理跟单臂电桥差不多。
我们还是先把待测电阻和电桥中间的一个电阻连接在一起，然后把电桥另一端的一个电阻接在电源上。
这时候，我们就开始给电桥加电压了。
电压加在电桥上，会产生一个电流。
这个电流会从待测电阻流过电桥中间的那个电阻，然后再回到电源上。
这个过程就像我们的手臂一样，所以叫做双臂电桥。
双臂电桥测量低电阻的时候，我们会发现一个问题：随着待测电阻越来越小，电流也会越来越小。
这是因为根据欧姆定律，电流跟电压成正比，跟电阻成反比。
所以，当待测电阻变小时，电流就会变小。
那么，双臂电桥怎么解决这个问题呢？很简单，我们就在电桥中间再加一个电阻。
这个新的电阻叫做补偿电阻。
补偿电阻的作用就是让电流保持在一个合适的范围内，不受待测电阻大小的影响。
有了补偿电阻，双臂电桥就可以准确地测量低电阻了。
而且，双臂电桥还有一个好处：它的灵敏度很高。
这意味着，即使待测电阻的变化非常小，双臂电桥也能够检测到。
双臂电桥测低电阻的原理就是利用欧姆定律和电压电流的关系，通过调整电桥中间的补偿电阻来实现对低电阻的测量。
虽然听起来有点复杂，但是只要掌握了原理，咱们就能轻松应对各种低电阻的测量任务啦！。
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。
双臂电桥测低电阻实验报告
双臂电桥测低电阻实验报告实验目的：1.学习使用双臂电桥测量低电阻的原理和方法；2.掌握双臂电桥的使用技巧；3.观察和分析实验中的测量误差。
实验器材：1.双臂电桥仪器；2.四个电阻箱，供选择不同阻值的电阻；3.直流电源；4.万用表。
实验原理：双臂电桥是一种测量电阻的仪器，其测量原理基于电桥平衡条件。
电桥平衡的条件是：当电桥中的两支臂上的电阻满足一定的关系时，电桥中不会有电流通过，电路处于平衡状态。
电桥常见的平衡条件有三种：1.阻抗平衡：$Z_1*Z_4=Z_2*Z_3$；2.电势平衡：$R_1*R_4=R_2*R_3$；3.一臂电阻平衡。
实验步骤：1.将双臂电桥仪器接通电源，调整电源电压适中，使测量结果较为准确。
2.选取一个合适的电阻值作为初选测量值，将其接入电桥的一个支路中。
3.在另一个支路中，选取一个适当的电阻值作为待测对象，将其接入电桥同一位置。
4.通过调整电阻箱的电阻值，使得电桥达到平衡状态。
5.记录此时电桥平衡所使用的电阻箱的阻值。
6.重复步骤3-5，使用不同的待测电阻值进行测量。
7.对于每次测量，使用万用表测量电桥中的电位差，以便后续数据处理。
实验数据记录与分析：按照实验步骤进行实验测量，得到如下数据：待测电阻值（Ω），电桥平衡所使用的电阻箱的阻值（Ω），电桥中的电位差（mV）-------------，----------------------，-----------------100，100，1.5200，200，3.2300，300，4.8400，400，6.6500，500，8.0根据测量结果，我们可以计算出测得的待测电阻值。
假设待测电阻为$x$，电桥平衡所使用的电阻箱阻值为$R$，电桥中的电位差为$V$，则根据电桥平衡条件$R*x=100*100$，可得：待测电阻值（Ω），实际电阻值（Ω）-------------，------------100，100200，200300，300400，400500，500可以看到，通过双臂电桥测量得到的待测电阻值与实际电阻值非常接近，说明实验测量结果较为准确。
直流双臂电桥和直流电阻测量
比较用可调电阻旳电流端钮CnБайду номын сангаас与被测电阻旳电流端钮C2用电 阻为r旳粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在10Ω以上。在构造 上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调整电阻，以便变化R1或R2'旳 同步，R1'和R2'也会随之变化，并能一直保持
测量时接上Rx调整各桥臂电阻使电桥平衡(即敏捷电流计G旳指 针不偏转，桥路中无电流)时，因为此时Ig＝0，可得到被测电阻Rx 为
电池盒： 1、3节9V电池（叠层电池），检流计电源，检流计开关 2、 6节#1电池，被测回路电源， B钮开关
三 电机直流电阻测量
测量目旳
检验电机各相绕组是否有断股、断线、脱焊或匝间短路。
高压电机
高压电机基本都是星形接法，中性点没有引出（在内部焊接一起 ）时测量线间直阻，应分别测量UV、VW、WU阻值。中性点有引出 在外时测量相间直阻，应分别测量U1U2、V1V2、W1W2各相阻值 。
试验环节 测量措施与电机相同，根据需要分别测量开关合闸时各相断口
上下端或各相回路首尾之间旳阻值。
判断原则 1、根据厂家阐明书或原则规程旳要求限值判断。 2、与其他相测量成果比较相差不大。
讲课结束，谢谢大家！
C---电流端钮，P---电压端钮，C1和P1一组，C2和P2一组 检流计 --------------------- 平衡指示 调零旋钮 ------------------ 非测量状态下调整指针零位 敏捷度开关（旋钮） ---- 调整检流计反应程度 检流计开关 --------------- 检流计通/断电源开关 B外 ------------------------- 外接电源（一般不用）
双臂电桥测低电阻实验报告
双臂电桥测低电阻实验报告
实验目的：通过双臂电桥测量法测量电路当中的低电阻值。
实验原理：双臂电桥测量法是一种通过比较两个电路的电势差
来测量电路中某个元件电阻值大小的方法。
其原理为当两个电阻
值相等的电路中通过电流相等时，两个电路的电势差为零。
因此，通过调整电桥的平衡状态来比较待测电路和已知电路的电势差，
可以求出待测电路中电阻值的大小。
实验步骤：
1. 准备好双臂电桥实验仪器，并依次连接电池、滑动变阻器、
待测电阻和标准电阻。
2. 调整滑动变阻器的位置，使得电桥两侧电路电流相等。
3. 记录下两侧电路的电势差。
4. 更换标准电阻，继续调整滑动变阻器，重复以上步骤。
5. 根据不同标准电阻和待测电阻的电势差计算出待测电阻的电
阻值大小。
实验结果：根据实验记录，不同标准电阻时待测电路的电势差
大小分别为：0.425V、0.218V、0.334V。
根据公式计算得到，当
待测电路阻值为10欧姆时，电势差为0.416V；当阻值为20欧姆时，电势差为0.215V；当阻值为15欧姆时，电势差为0.326V。
因此，通过双臂电桥测量法，得到待测电路的电阻值为10.05欧姆。
实验结论：通过本次实验，成功地利用双臂电桥测量法测得待
测电路中的低电阻值大小。
本实验方法简便、准确，具有一定的
实用性和经济性，可在电子学领域中广泛应用。
二级大物实验报告-双臂电桥测低电阻
实际电路图
实验数据：
1
2
3
4
5
6
铝棒直径/mm
4.990
4.996
4.997
4.992
4.991
4.995
铜棒直径/mm
4.985
4.980
4.987
4.984
4.988
4.981
40cm铝棒/
754
749
754
752
7Байду номын сангаас6
750
30cm铜棒/
1194
1199
1196
1199
1197
1196
40cm铜棒/
思考题：
1、如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，等效电路有何变化，有什么不好？
答：互换后，接触电阻Rn1、Rn2、Rx1、Rx2就不再与大电阻串联，而在电流支路中，其
影响就不能忽略，这个时候接触电阻就会给实验结果带来比较大的误差。
2、在测量时，如果被测低电阻的电压头接线电阻较大（例如被测电阻远离电桥，所用引线过细过长等），对测量准确度有无影响？
那么合成不确定度
又有U（Rn）=0.01%×0.001Ω=1×10-7Ω
U（R1）=1000×0.02%Ω=0.2Ω
U（L）=2mm
根据不确定度的传递公式应该有：
那么
于是最终结果写成：
课上思考：为什么电流反向后测量值有差别？
双臂电桥测量电阻率实验报告
双臂电桥测量电阻率实验报告1. 实验背景说起电阻率，那可是电学中的一块“宝”，有点像炫酷的魔法！无论是小玩意儿还是大型设备，电阻率都扮演着举足轻重的角色。
它告诉我们材料对电流的“欢迎程度”。
在这个实验中，我们要使用双臂电桥，像侦探一样，去测量不同材料的电阻率，看看它们在电流面前到底是乖乖听话，还是像小顽皮一样拒绝配合。
2. 实验设备与材料2.1 电桥设备我们的主角，双臂电桥，简直就像是实验室中的超级英雄！它有四个端口，两个用来连接待测电阻，两个用来连接电源。
通过调节平衡点，我们可以找到电流在电路中“流淌”的最佳状态。
哎呀，听上去好复杂，其实就像调音一样，轻轻一转，便能找到那完美的和谐。
2.2 其他材料除了电桥，我们还需要一些小配件，比如标准电阻、导线、万用表等等。
每个小工具都在等着被我们用到，简直就像等待出发的旅行团一样激动。
3. 实验步骤3.1 连接电路开始前，我们得先把所有的东西都连好。
首先，把双臂电桥的两个端口分别连接上待测的电阻和标准电阻，确保一切紧密相连，不要漏掉任何一个接头。
就像做菜，所有的材料准备好了，才能开锅！接着，连接电源和万用表。
记得检查一遍，不要像我上次实验时，结果把电源线插错了，结果电桥完全不工作，心里那个懊恼啊，真是欲哭无泪。
3.2 调节平衡连接好后，我们来调节电桥的平衡。
这个过程就像玩平衡木，得小心翼翼。
慢慢地转动调节旋钮，观察指针的变化。
当指针稳稳地停在零的位置，那一刻真是爽到飞起！这时候，我们就可以读取电阻的值了。
然后，根据公式计算电阻率。
记住，电阻率是跟材料有关的，搞定了这个，你就能在电学的道路上“横着走”了。
用力一算，哇哦，数字出来了，简直像发现了新大陆一样兴奋！4. 实验结果与讨论实验结束后，咱们得好好分析一下结果。
不同的材料，电阻率各异，就像不同的人有不同的性格。
有些材料对电流“热情洋溢”，有些则冷冰冰地拒绝，真是让人惊讶。
我们得到的数据和理论值的对比，像是一场“考试”，既有惊喜，也有些小失落。
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物理实验报告
一、实验项目：单、双臂电桥测电阻 二、实验目的：
（1）掌握用惠斯登电桥及开尔文电桥精测电阻的原理和使用方法 （2）掌握线路连接和排除简单故障的技能 （3）理解电桥灵敏度的概念并学会测量
三、实验仪器：
电阻箱（ZX21型，级3只），滑线变阻器，待测电阻（1Ω以下、几十Ω、几kΩ电阻各一只），检流计（AC5/1型），直流稳压电源，单刀开关，双刀换向开关，箱式电桥（QJ45型，级），箱式双臂电桥，导线若干。
三、实验原理
1．惠斯登电桥测电阻
（1）惠斯登电桥的电路如图1所示，被测电阻R x 和标准电阻R 0及电阻R 1、R 2构成电桥的四个臂。
在CD 端加上直流电压，AB 间串接检流计G ，用来检测其间有无电流（A 、B 两点有无电位差）。
“桥”指AB 这段线路，它的作用是将A 、B 两点电位直接进行比较。
当
A 、
B 两点电位相等时，检流计中无电流通过，称电桥达到了平衡。
这时，电桥四个臂上电阻的关系为：
02
1210R R R
R R R R R x x ⋅==，或 （1） 上式称为电桥平衡条件。
若R 0的阻值和R 1、R 2的阻值（或R 1/ R 2的比值）已知，即可由上式求出R x 。
调节电桥平衡方法有两种：一种是保持R 0不变，调节R 1/ R 2的比值；另一种是保持R 1/ R 2不变，调
节电阻R 0，本实验用后一种方法。
（2）．关于电桥灵敏度的概念
因检流计的灵敏度是有限的，在电桥调到认为“平衡”时，检流计中不一定绝对没有电流通过，从
而给测量带来误差。
为此我们引入电桥灵敏度S 的概念
C
A
图1 惠斯登电桥原理图
x
R n
S ∆∆=
（2） 定义相对灵敏度S 相为：
x
x R R n
S ∆∆=
相 （3） 在计算由灵敏度带来的不确定度时，通常假定检流计的分度为难以分辨的界限，即取Δn =，则由灵敏度带来的不确定度：
S
u x 2
.0=
， 相S R u x x 2.0= （4）
为得到较大的灵敏度，在自组电桥中R 1≈R 2，即R 1/ R 2≈1。
2．开尔文电桥的测量原理
当被测电阻较小（1Ω以下）时，测量电路中用连接导线电阻和各接线端钮的接触电阻的影响不能忽略。
开尔文电桥的设计克服了附加电阻对结果的影响，能够测量1Ω~10-5Ω的低值电阻。
其原理见图2。
r 1、r 2、r 3、r 4、r 即代表各段线路的附加电阻(10-3～10-5Ω)，
因R 3、R 4的引入，形成双桥，故称双臂电桥或称开尔文电桥，调整R 1、R 2、R 3、R 4，使检流计中无电流通过，称电桥平衡，这时A 、B 两点电位相等。
当满足
4
3
21R R R R = （5） 时，有
N xl R R R R 2
1
=
（6） 四、实验内容
1、用自组惠斯登电桥测两未知电阻值及相应的电桥灵敏度
图 2 开尔文电桥原理图
按图3接线自搭惠斯登电桥。
图中R /是保护电阻，防止大电流通过检流计，保护检流计（允许通过的电流在10-4A 以下），
但是保护电阻大，电桥灵敏度降低，如何使用保护电阻才能即保护检流计又使电桥灵敏度尽可能高R 是滑线变阻器，由滑动端B 将其分为R 1和 R 2，作为电桥的两个臂；K 3是双刀换向开关，其作用是在不需要拆线路的情况下方便地交换R x 和 R 0的位置。
（1）工作条件：
电源电压取4伏；B 点在中间附近；
（2）测量电阻时采用交换法，即将K 3打到一边，调整R 0，使电桥平衡后有
21R R R R x
= （7） B 点不变，将R x 、R 0互换位置（将K 3打到另一边）再调整R 0为0
R '，使电桥平衡后有： x
R R R R 0
21'= （8） 由（7）、（8）式得：0
0R R R x '⋅=
（9）
（3）交换法消除了装置不对称引起的系统误差，待测电阻阻值只与标准电阻直接相关，不需滑线变阻器的读值。
保证该测量方法的高精度。
（4）测电桥的相对灵敏度S 相。
在电桥平衡时改变R 0，使检流计偏转3~5格，由式（5）计算出S 相
2．用箱式电桥测两未知电阻值及其串并联的阻值
根据待测电阻阻值的大小选择适当的比例臂，使比较臂的四个旋钮都用上，可保证多的有效数字位数。
为保护检流计，开始调电桥时，先将灵敏度调低。
在低灵敏度时调电桥平衡后，边逐渐提高灵敏度边调平衡，直至最高灵敏度。
3．用开尔文电桥测金属棒电阻率
根据箱式双臂电桥的仪器说明书测量四端电阻的阻值，测量时注意四端电阻的接法及选取合适的R 1/R 2(或R 3/R 4)值。
通电时间要短，避免被测材料发热而导致测量结果产生误差。
五、注意事项
图 3 惠斯顿电桥接线图
（1）拟好实验步骤，接好线路，经检查无误后方可通电实验，注意电源电压；
（2）注意保护电阻的使用。
在测量开始时，电桥通常远离平衡，必须通过大保护电阻保护检流计，在调整到平衡点附近后，又必须逐渐减少保护电阻阻值直至为零，以保证电桥足够灵敏；
（3）检流计为灵敏易损仪器，请轻拿轻放，测量使用跃接法。
六、数据记录与处理
1．用自组惠斯登电桥测电阻及其电桥灵敏度
（1） 数据记录与计算 单位：欧姆
（2）误差分析
实验为一次性测量，测量结果的不确定度由B 类测量不确定度评价，具体分析如下： （a ）电阻箱示值误差造成的测量不确定度u x1，因/
0R R R X ⋅=
，所以由不确定度传递公式得到 %078.0222
02
01
/00=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛'+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=R u R u R u R R x
x （10） 其中n R u R 002.0%1.000+= n 为使用电阻箱步进盘个数。
（b ）由电桥灵敏度造成的测量不确定度u x2
%095.02.02.02
22
=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛'+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=相相S S R u x
x （11） （c ）总测量不确定度u x 为
=+=2
221x x x u u u Ω （12）
测量结果表达:0.2125.611±=±=x x x u R R Ω 同理：
226352±=x R Ω 箱式惠斯登电桥测两电阻及其串并联电阻
数据记录与计算 单位：欧姆
3、用开尔文电桥测金属棒电阻率ρ
数据记录与计算单位：欧姆
七、预习题
（1）为什么精测电阻用电桥而不用伏安法或欧姆表
答：伏安法测量电阻时因有接入误差的影响，不能实现精测电阻，欧姆表测量电阻的精度比较低，同样不能实现精测。
电桥是通过比较法，交换法测量电阻，测量精度可以达到很高的精度，可以实现精测。
（2）在自组电桥调平衡的过程中，保护电阻和标准电阻如何配合使用
开始时，电桥通常远离平衡点，保护电阻置于最大，保证通过检流计的电流在安全范围；调整标准电阻，使电桥基本平衡，再减小保护电阻值，提高电桥灵敏度；再调整标准电阻，使电桥再次达到新的平衡，再减小保护电阻值，电桥灵敏度进一步提高；如此反复，直至保护电阻为零时，电桥达到最高灵敏度时的平衡。
（3）从电桥原理讲，只需测量一次即可得到待测电阻阻值，用惠斯登电桥为什么要采用交换法因比较臂的比例不能精确为1，通过使用交换法，消除了比较臂的不够精确造成测量误差的可能。
（4）如果在自组电桥通电后，无论如何调节R0，检流计指针始终a、向一边偏；b、始终不偏转。
试分析电路故障原因。
答：检流计指针始终向一边偏，表明电桥四个臂中至少有一个断路，应检查各臂接点等，找出故障；
检流计指针始终始终不偏转，表明没有电流流过检流计，桥路断路或电源实际未给电桥通电。
八、课后作业题
下列因素是否是惠斯登电桥测量误差增大
1.电源电压不稳。
2.比例臂上导线电阻不能忽略。
3.检流计没有调好零点。
4.检流计灵敏度不够高。
答：1.电源电压不稳在小范围内不会增大误差，电桥灵敏度与电压成正比；
2.不会增大误差，导线电阻可由换向消除。
3.只要记住指针的初始位置，调节时使指针回到初始位置，这样不会增大误差。
4.会增大误差。