箱式直流电桥测量电阻实验报告(带数据)
实验十八直流电桥测电阻实验报告
Rx 的变化量 δRx 。电桥灵敏阈 δRx 反映了电桥平衡判断中可能包含的误差，故
∆n 0.2 S= =
∆Rx δRx
Rx
Rx
又有
δRx
=
0.2∆Rx ∆n
=
0.2R1∆R0 ∆nR2
由（18.3）和（18.6）可得到 Rx 的不确定度
1
( ) σ Rx
⎡ =⎢
⎢⎣
δRx
2
+
⎛ ⎜⎜ ⎝
R0 R2
（1）桥臂电阻的误差。
Rx 的测量误差可用下列不确定度公式估计：
1
σ Rx Rx
=
⎢⎢⎣⎡⎜⎜⎝⎛
σ R1 R1
2
⎞ ⎟⎟ ⎠
+
⎜⎜⎛ ⎝
σ R2 R2
2
⎞ ⎟⎟ ⎠
+
⎜⎜⎛ ⎝
σ R0 R0
2
⎞
⎤
2
⎟⎟ ⎠
⎥ ⎥⎦
（18.3）
式中σ R1 ,σ R2 ,σ R0 分别是 R1, R2 , R0 的不确定度。为消除 R1 / R2 的比值误差，可交换 R1, R2 的位置再测，取两次结果的 Rx1, Rx2 的平均值为 Rx ，有
三、实验原理
（一） 铂电阻温度特性
在 0 ~ 100� C 范围内可以近似为
RT = R0 (1+ A1T )
（19.1）
RT , R0 , A1,T 分别表示温度 T 时的阻值、0 摄氏度时的阻值、正温系数和温度。
图 19-1 非平衡电桥电路原理图
（二）用非平衡电桥测量铂电阻温度系数
如图 19-1 所示，I 为恒流电源； R1, R2 为固定电阻， Rp 为可调电阻，用作平衡电
箱式直流电桥测量电阻实验报告(带数据)
曲阜师范大学实验报告实验日期：2020.5.17 实验时间：14：30-18：00姓名：方小柒学号：**********实验题目：箱式直流电桥测量电阻一、实验目的：本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。
二、实验内容：1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。
2、线路连接好以后，检流计调零。
3、调节直流电桥平衡。
4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/ Rx)或S=△n/(△R0/ R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。
5、记录数据，并计算出待测电阻值。
三、实验仪器：待测电阻、电桥箱四、实验原理：电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1M Ω的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。
1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。
图6.1.2-12、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改变一个微小量△R0,则电桥失去平衡，从而有电流IG流过检流计。
如果IG小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到Rx=R0+△R0，△R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△Rx。
引入电桥的灵敏度，定义为S=△n/(△Rx/Rx)式中的△Rx是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上若是待测电阻Rx不能改变时，可通过改变标准电阻R0的微小变化△R0来测电桥灵敏度），△n是由于△Rx引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。
S的表达式可变换为S=△n/(△R0/ R0)= △n/△IG（△IG/(△R0/ R0)）=S1S2其中S1是检流计自身的灵敏度，S2=△IG/(△R0/ R0)由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S2与电源电压、检流计的内阻及桥臂电阻等有关。
实验报告电桥测电阻实验报告
实验题目： 惠斯通电桥测电阻实验目的：1．了解电桥测电阻的原理和特点。
2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3．测出若干个未知电阻的阻值。
实验仪器电阻箱的型号、规格及各档的等级实验原理：1．桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。
在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。
2．电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。
b 、d 间接有灵敏电流计G 。
当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。
所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。
此时有U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0 g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有AR 2R xCI 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =可得 x R R R R 324= 或 432R R R R x =一般把K R R =32称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。
3．自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。
当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。
先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别有： 432R R R R x ⋅='423R R R R x ⋅= 联立两式得： '44R R R x ⋅=由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
直流电阻的测量实验报告
直流电阻的测量实验报告
在物理实验中，测量电阻是一项非常基础且重要的实验内容。
直流电阻的测量实验旨在通过连接电路并施加电压，测量电流和电压的数值，从而求得电阻的数值。
本次实验我们采用了简单的电路和仪器，进行了直流电阻的测量。
我们准备好实验所需的材料和仪器，包括电阻箱、电压表、电流表和导线等。
然后按照实验步骤连接电路，确保连接正确无误。
接下来，我们依次调节电阻箱的阻值，通过改变电阻箱的阻值来改变电路中的总电阻，从而测量不同电阻下的电流和电压数值。
在实验过程中，我们发现在串联电路中，电流的数值与总电阻成正比，而电压的数值与总电阻成反比。
这与欧姆定律的描述是一致的，即电流与电压成正比，与电阻成反比。
因此，通过测量电流和电压的数值，我们可以计算出电阻的数值。
在实验中，我们还发现了一些误差的来源。
例如，接触电阻、导线电阻以及仪器的误差等都会对实验结果产生影响。
为了减小误差的影响，我们在实验中尽量保持仪器的精准度，避免操作失误，并重复测量多次取平均值。
通过本次实验，我们不仅掌握了测量电阻的方法，还加深了对欧姆定律的理解。
同时，实验中的操作过程也让我们更加熟悉了电路连接和仪器使用的技巧。
这些都为我们今后的物理实验打下了坚实的
基础。
总的来说，直流电阻的测量实验是一项基础且重要的实验内容，通过实际操作和数据测量，我们不仅加深了对电路和电阻的理解，还提高了实验操作的技能。
希望通过这次实验，能够对我们今后的学习和科研工作有所帮助。
直流电桥测电阻-实验报告
′ ′ (2) 如图 4 所示的双电桥中增设了两个臂������1 和������2 ，其阻值较高。流过检测流计������的电
流为 0 时，电桥达到平衡，于是可以得到以下三个方程
测
图 4 双电桥原理图
试
版
本
图 3 低电阻的四端接法
接法。
′ ������3 ������������ + ������2 ������2 = ������1 ������2 ′ ������3 ������ + ������2 ������1 = ������1 ������1 ′ ′ ������2 ������2 + ������1 = ������3 − ������2 ������
-2-
说， ������������ 一般与温度有关， 但对本实验所用的纯铜材料来说， 在−50℃～100℃的范围内������������ 的 变化很小，可当作常数，即������������与 t 呈线性关系。于是 ������������ = ������������ − ������0 ������0 ������
图 2 单电桥电路图
2.2 铜丝的电阻温度系数
任何物体的电阻都与温度有关。多数金属的电阻随温度升高而增大，有如下关系式 ������������ = ������0 1 + ������������ ������ 式中������������ ，������0 分别是������、0℃时金属的电阻值；������������ 是电阻温度系数，单位是（℃−1 ） 。严格地
上式中各量的意义见图 4。解上列方程可得 ������������ =
′ ′ ������1 ������2 ������2 ������2 ������ ������ + ′ ∙ − ′ ′ ������1 + ������2 + ������ ������1 ������1 ������1
直流平衡电桥测电阻-实验报告
XX 理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院〔系〕材料学院专业材料物理班级0705 姓 名童凌炜学号200767025实验台号实验时间20XX12月10日，第16周，星期三第5-6节实验名称直流平衡电桥测电阻教师评语实验目的与要求：1） 掌握用单臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。
2） 掌握用双臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。
主要仪器设备：1） 单臂电桥测电阻：QJ24型直流单臂电桥，自制惠更斯通电桥接线板，检流计，阻尼开关、四位标准电阻箱、滑线变阻器、电路开关、三个带测电阻、电源；2） 双臂电桥测电阻：QJ44型直流双臂电桥，待测铜线和铁线接线板、电源、米尺和千分尺。
实验原理和内容： 1直流单臂电桥〔惠斯通电桥〕 1.1 电桥原理单臂电桥结构如右图所示， 由四臂一桥组成； 电桥平衡条件是BD 两点电位相等， 桥上无电流通过， 此时有关系s s x R M R R R R ⋅==21成立， 其中M=R1/R2称为倍率， Rs 为四位标准电阻箱〔比较臂〕， Rx 为待测电阻〔测量臂〕。
1.2 关于附加电阻的问题：附加电阻指附加在带测电阻两端的导线电阻与接触成 绩教师签字电阻， 如上图中的r1, r2， 认为它们与Rx 串联。
如果R x 远大于r ，则r 1+r 2可以忽略不计，但是当R x 较小时，r 1+r 2就不可以忽略不计了，因此单臂电桥不适合测量低值电阻， 在这种情况下应当改用双臂电桥。
2双臂电桥〔开尔文电桥〕2.1 双臂电桥测量低值电阻的原理双臂电桥相比单臂电桥做了两点改进， 增加R3、R4两个高值电桥臂， 组成六臂电桥；将Rx 和Rs 两个低值电阻改用四端钮接法， 如右图所示。
在下面的计算推导中可以看到， 附加电阻通过等效和抵消， 可以消去其对最终测量值的影响。
2.2 双臂电桥的平衡条件双臂电桥的电路如右图所示。
在电桥达到平衡时，有1234\\R R R R =，由基尔霍夫第二定律与欧姆定律可得并推导得：31123314131224234243132342433112424()0x S x x x x x x I R I R I R R R R r R I R I R I R R R R R R r R R R R R R R M R I r I r R R R R R R R R R R R R ⎫=-⎫⎛⎫⎪⎪=-⇒=+-⎬ ⎪⎪++⎪⎝⎭⎪⇒===⋅=++⎬⎭⎪⎪=⇒-=⎪⎭ 可见测量式与单臂电桥是相同的， R1/R2=R3/R4=M 称为倍率〔此等式即消去了r 的影响〕， Rs 为比较臂， Rx 为测量臂。
实验3.3直流电桥测电阻实验数据处理
清 华 大 学 实 验 报 告
系别：机械系 班号：机械51班 姓名：邹诚 （同组姓名： ） 作实验日期 年 月 日 教师评定：
五、数据处理、作图
1. 惠斯通电桥测电阻（数据处理见实验误差分析）
2. 单电桥测铜丝的电阻温度系数
使用origin 进行绘图和拟和结果如下（直线为线性拟和直线）：
bt a R t +=
a=12.3457 b=0.05279 r=0.99991
温度t/℃
阻
值
t
R /
Ω
t R t 0.0527912.3457+=
3. 双电桥测低电阻（未做）
4. 直流电桥测电阻及组装数字温度计
由于要使用量程为19.999mV 的2
1
4
数字电压表来显示温度，显示值用公式)(10
1
mv t U t =
表示。
由实验2中得到的结果：铜丝在0℃时的阻值为=0R 12.3457Ω≈12.35Ω，斜率
05279.00==αR b ，组装数字温度计所时的电桥参数依次为：
30102745.435
.1205279.0-⨯===
R b α 01.0=C
Ω=Ω==123501
.035.120C R R
V mV mV C C E 386.248.238610
2745.401.010)01.01(10)1(3
2
2≈=⨯⨯⨯+=+=-α
使用origin 进行拟和作图得到（直线为线性拟和直线）:
t bU a t +=
a=0.00637 b=0.09913 r=0.99962
即：t U t 0.099130.00637+=
电压t U
温度
t。
实验报告电桥测电阻实验报告
实验题目： 惠斯通电桥测电阻实验目的：1． 了解电桥测电阻的原理和特点。
2． 学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3． 测出若干个未知电阻的阻值。
1． 桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。
在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。
2． 电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。
b 、d 间接有灵敏电流计G 。
当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。
所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。
此时有U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有I 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =可得xR R R R 324= 或 432R R R R x =一般把K R R =32称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。
3． 自组电桥不等臂误差的消除。
RRB CE实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。
当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。
先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别有：432R R R R x ⋅='423R R R R x ⋅= 联立两式得： '44R R R x ⋅=由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
- 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)。
曲阜师范大学实验报告
实验日期：2020.5.17 实验时间：14：30-18：00 姓名：方小柒学号：**********
实验题目：箱式直流电桥测量电阻
一、实验目的：
本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。
二、实验内容：
1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。
2、线路连接好以后，检流计调零。
3、调节直流电桥平衡。
4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/ Rx)或S=△n/(△R0/ R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。
5、记录数据，并计算出待测电阻值。
三、实验仪器：
待测电阻、电桥箱
四、实验原理：
电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1M Ω的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。
1、惠斯通电桥的工作原理
惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。
图6.1.2-1
2、电桥的灵敏度
电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改变一个微小量△R0,则电桥失去平衡，从而有电流IG流过检流计。
如果IG小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到Rx=R0+△R0，△R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△Rx。
引入电桥的灵敏度，定义为
S=△n/(△Rx/Rx)
式中的△Rx是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上若是待测电阻Rx不能改变时，可通过改变标准电阻R0的微小变化△R0来测电桥灵敏度），△n是由于△Rx引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。
S的表达式可变换为
S=△n/(△R0/ R0)= △n/△IG（△IG/(△R0/ R0)）=S1S2其中S1是检流计自身的灵敏度，S2=△IG/(△R0/ R0)由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S2与电源电压、检流计的内阻及桥臂电阻等有关。
3、交换法（互易法）减小和修正自搭电桥的系统误差
自搭一个电桥，不考虑灵敏度，则R1、R2、R0引起的误差为△Rx/ Rx=△R1/ R1+△R2/ R2+△R0/ R0为减小误差，把图6.1.2-1电桥平衡中的R1、R2互换，调节R0使IG=0，此时的R0记为R0’,则有
Rx=(R2/ R1)*R0’
这样就消除了R1、R2造成的误差。
这种方法称为交换法，由此方法测量Rx 的误差为
△Rx/ Rx=1/2(△R0/ R0+△R0’/ R0’)
即仅与电阻箱R0的仪器误差有关。
若R0选用具有一定精度的标准电阻箱，则系统误差可以大大减小。
五、实验步骤：
Ⅰ、流程简述
1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。
2、线路连接好以后，检流计调零。
3、调节直流电桥平衡。
4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/ Rx)或S=△n/(△R0/ R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。
5、记录数据，并计算出待测电阻值。
Ⅱ、线上操作
1、主窗口介绍
成功进入实验场景窗体，实验场景的主窗体如下图组所示
直流电桥（电桥箱版）
在实验场景主窗体的右上角有“工具箱”和“帮助”两个菜单项。
工具箱提供实验中可能用到的工具；点击帮助菜单项，弹出帮助文档。
在场景的下方，从左到右，依次是“实验仪器栏”、“实验提示栏“和”实验内容栏“。
实验仪器栏里放置着实验用到的仪器，点击拖动，可以把相应的仪器拖到实验场景中去，供实验使用。
实验提示栏，即时提示实验信息或相关的操作信息。
实验内容栏，是相关实验名称的列表，点击实验名称可以重新开始实验和进行实验的切换。
实验大场景主要由一张桌子组成，本实验中，实验仪器都放在桌子上面。
在实验场景中，可以在一定范围内拖动指定仪器。
把鼠标放在仪器上面，按下Delete 键，可以删除指定仪器到仪器栏。
双击场景中的仪器可以进入仪器的调节窗体。
2、连线
当鼠标移动到实验仪器接线柱的上方，拖动鼠标，便会产生“导线”，当鼠标移动到另一个接线柱的时候，松开鼠标，两个接线柱之间便产生一条导线，连线成功；如果松开鼠标的时候，鼠标不是在某个接线柱上，画出的导线将会被自动销毁，此次连线失败。
根据实验电路图正确连线，连线操作完成，如下图所示：
3、检流计调零
线路连接完毕后，断开电源开关，打开检流计调节界面，按下检流计的电计按钮，旋转电桥箱检流计部分的调零旋钮，并观察检流计的指针，当检流计的指针指向零点，调零成功。
如下图所示：
4、根据实验内容调节电路
（1）根据直流电桥电路图连接好电路，然后在数据表格中点击“连线”模块下的“确定状态”按钮，保存连线状态。
（2）用箱式电桥测量几个未知电阻。
①按下电源按钮，一边调节比例臂和电阻臂，一边左击电计按钮，看检流计指针的偏转情况，如果检流计指针缓慢的在一个很小范围内偏转，则右击电计按钮，然后微调电阻臂，观察检流计指针偏转情况，直至电桥平衡。
记下此时的电桥臂、比例臂的值，并计算出待测电阻的电阻值，填入表格中。
②重复步骤（2），测量三次，把数据填入表格，最后计算出待测电阻的平均值。
（3）测量选定比例臂下的电桥灵敏度。
①选定好比例臂以后，点击“确定状态按钮”。
②调节电阻臂，使电桥平衡，记录下电桥平衡时电阻臂的电阻值，然后改变电阻臂的值，记下改变的电阻值和改变电阻值后检流计的偏转格数，然后利用检流计灵敏度计算公式，计算出电桥的灵敏度，并把计算结果填入表格。
③重复步骤（2），测量三次，把数据填入表格，最后计算出当前比例臂下电桥灵敏度的平均值。
（4）记录数据
程序提供记录数据表格，在做实验的过程中，可以把测量数据和计算数据填到数据表格中去。
点击场景右上角的记录数据按钮，可弹出记录数据窗体，如下图所示：
把测量和计算出来的数据，填入相应的位置，实验结束。
六、实验数据：
1、待测电阻的电阻值
)= 449
2、测量并计算出电桥的灵敏度。
选定一个合适的比例臂，调节电桥平衡，记下电桥平衡时电阻臂的电阻值R0，然后在小范围内改变电阻臂的电阻值，记下电阻臂相对平衡位置改变的值，即
= 11.22
S1=△n/(△Rx/Rx)=3/(100/449)=13.47
同理可得S2=11.22
S3=8.98
所以平均值=（13.47+11.22+8.98）/3=11.22
七、思考题：
如果取桥臂电阻R1= R2，调节R0从0到最大，检流计指针始终偏在零点的一侧，这说明什么问题？应作怎样的调整，才能使电桥达到平衡？
答：首先检查电路连接有没有问题，如果确认电路连接没有问题,R0的最大阻值没有达到Rx的阻值，应适当减小R2/R1的值重新测量。