用单臂电桥测电阻资料教程
(物理实验)8-直流单电桥法测电阻
05
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实验总结与思考
本实验的收获和体会
掌握了直流单电桥法测电阻的原理和操作方法， 了解了电桥平衡的条件。
学会了使用万用表测量电阻，熟悉了实验器材的 使用。
通过实验，加深了对电阻、电压、电流等物理量 的理解，提高了实验技能和数据处理能力。
对实验中遇到的问题的思考和改进建议
问题
在实验过程中，有时会出现电桥不平衡的情况，导致测 量结果不准确。
(物理实验)8-直流 单电桥法测电阻
目 录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果分析 • 实验总结与思考
01
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实验目的
掌握直流单电桥法测电阻的原理
总结词
理解直流单电桥法测电阻的基本原理，包括电桥平衡条件、电阻的测量原理等 。
详细描述
直流单电桥法是一种利用电桥平衡条件测量电阻的方法。在电桥平衡时，测量 桥臂上的电阻值，即可得到被测电阻的阻值。该方法具有较高的测量精度和稳 定性，是物理实验中常用的测量电阻的方法之一。
02
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实验原理
直流单电桥法测电阻的基本原理
直流单电桥法是一种利用电桥平衡原理测量电阻的方法。通过调节电桥平衡，可以 精确测量电阻的阻值。
电桥平衡是指电桥电路中，相对的两个桥臂的电阻值相等，使得电桥输出电压为零 。
直流单电桥法测电阻的基本原理基于欧姆定律，即通过测量电阻两端的电压和流过 的电流，计算得到电阻的阻值。
记录实验过程中检流计的读数、电阻 箱和待测电阻的数值。
根据实验结果，分析误差来源，提出 改进措施。
对实验数据进行处理和分析，得出实 验结论。
04
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实验结果分析
单臂电桥测电阻
单臂电桥原理与应用测量电阻有多种方法，利用电桥测量电阻是常用的方法之一，它是在电桥平衡的条件下将标准电阻与待测电阻相比较以确定待测电阻的数值.用电桥测电阻具有测试灵敏、测量精确、使用方便等优点，它已广泛用于工程技术测量中.电桥可分为直流电桥和交流电桥，物理实验中常使用直流电桥.直流电桥又分为单臂电6?10；双臂桥和双臂电桥，单臂电桥又称惠斯登电桥，主要用于精确测量中值电阻（1~)?.以下的低值电阻电桥又称开尔文电桥，它只适用于测量1【实验目的】1. 了解单臂电桥的结构，掌握单臂电桥的工作原理.2. 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻.3. 掌握逐步逼近的实验方法.【实验仪器】直流稳压电源，箱式电桥，检流计，待测电阻几个.【实验原理】R,R,R,R通过导线连接组所示.四个电阻单臂电桥（即惠斯通电桥）原理图如图1x1s2成一个四边形，在四边形的两个对角线上分别连接检流计（BD支路）和电源E（AC支路）.连接检流计的支路称为“桥路”，它的作用是通过检流计来检测BD支路中是否有电流，从V?V），此BD中有电流，则B,D两端存在电压（即而判断B,D两点的电位是否相等.若DB V?V，此时电桥处于平衡状态时电桥不平衡；若BD支路中无电流，则.DB图1单臂电桥原理图V?V,V?V.因此得到如下方程：电桥平衡时有: DCBCADAB IR?IR?2211(1)?IR?IR?xsxs I?II?I.将其代入（，1)式可推得：BD又因为支路中无电流，故：x1s2R1R?R(2) sx R2．RRR为已知时，和/称电桥已达到平衡（2）式的关系式时，.当因此，当电桥中的电阻满足21s R. ）式求出就可以由（2x R,R所在的边叫比例臂，电阻标通常把桥式电路中四边形的每个边叫桥路的一个臂，21R1RR称为电桥的倍率式中准电阻.所在的边叫比较臂，而被测电阻所在的边叫测量臂.xs R2R1RR?R的最高位不为零（标准电倍率的选择原则是既要使能成立，又要使标准电阻ssx R2阻实际为5个旋钮的标准电阻箱），以提高电桥的精度.电桥中设置了若干个不同的倍率以适应测量不同大小电阻的需要.上述原理表明，用电桥测量电阻是通过桥式电路将电阻与标准电阻直接比较来测得的，与电流或电压的值无关，虽然使用了一个检流计，但它只是用来检查电流是否为零的指示器，用以确定电桥是否已达到平衡状态.由于标准电阻箱的准确度较高，所以用电桥测量电阻与用万用表和伏安法测量电阻比较，可以达到较高的准确度.我国现用的电桥分为0.01,0.02,0.05，0.1,0.5,1等几个级别.【实验内容与步骤】（1）QJ23型单双臂电桥介绍QJ23型直流电阻电桥主要由测量盘、量程变换器、检流计、电源等组合而成，全部组件置放于机箱内，携带方便。
单臂电桥测电阻新
【实验原理】
电阻按阻值的大小来分，大致可分为 3 类：10Ω以下的为低电阻，10Ω～100kΩ范围 内的为中值电阻，100kΩ以上的为高电阻。不同阻值的电阻测量方法也不同。本实验主 要介绍两种单臂电桥测量中值电阻的方法。
1．用单臂电桥测量中值电阻
（1）电桥平衡条件
惠斯通电桥是最常用的直流电桥。图 3-10-1 所示为惠斯通电桥电路原理图，它由待 测电阻 Rx 和 R1 、 R2 、 Rs 4 个电阻构成电桥的 4 个“臂”， 检流计 G 连通的 BD 称为“桥”。当 AC 端加上直流电源时，
S
R x1
Rx2
R x3
Rx4
u u u 注：不确定度估算： uRx =
Rx
0.2 S
2
+
uR1 R1
2
+
uR2 R2
2
+
uRs Rs
2
，式中，
R1 ，
R2 ，
Rs 的计算方法请参阅 2.7.2 电阻
箱的示值误差计算公式。
2．滑线电桥测电阻
1）按图 3-10-2 接线，用滑线电桥测出给定的两个电阻 Rx1 和 Rx2 的阻值，将所测数 据填入表 3-10-2 中。为减小误差，取 R0 ≈ Rx （使 L1=L2 ），调节 R0 使该电桥平衡。
的灵敏度和电源电压的高低都对电桥灵敏度有影响。式 S = ∆Rs /Rs 是对特定的电桥、检
流计和电源电压而言的。
利用电桥灵敏度可以估算由电桥灵敏度带给 Rx 的相对误差。由式（3-10-2）和电桥
灵敏度的计算公式可得
∆Rx Rx
=
∆Rs Rs
=
∆n S
，式中，∆n
可取人眼所能分辨的最小偏转格数（一
实验5 单臂电桥法测量电阻
实验五 单臂电桥法测量电阻一、实验目的1. 理解并掌握单臂电桥测电阻的原理。
2. 学习用箱式单臂电桥测中值电阻。
二、实验器材稳压电源、电阻箱一个、QJ23a 型箱式惠斯登电桥(直流单臂电桥)、待测电阻4只，导线等。
三、实验原理我们知道的用伏-安法测电阻、用万用表(欧姆表)测电阻都只是一种粗略测量电阻阻值的方法，其相对误差一般都在百分之几以上。
原因是在上述这些测量中电表本身的非理想化，给测量带来附加的误差。
为了减小这种由于电表非理想化所带来的测量误差，我们学习一种用惠斯登电桥测量电阻的方法。
在这个电路中，只要想办法使电流表(检流计)两端电势相等，则通过电表的电流就可以为零。
这种情况就称为“电桥平衡”。
根据电桥平衡所需满足的关系，我们就可精确地测量电阻了。
其测量原理如下:图1是惠斯登电桥的原理图，图中由可调标准电阻R 1、R 2、R 0和被测电阻R x 组成一个四边形ABCD ，每一边称为电桥的一个臂。
通常称R 1、R 2为比例臂电阻，它们成为一个比例系数C ；R 0称为调节电阻，用来调节电桥平衡。
一般在对角线两端接上检流计G ，在另一对角线两端接电源E 。
电桥接通后，一般在桥路上有电流通过，则检流计G 的指针会发生偏转。
如果能适当调节R 1、R 2和R 0，使桥的B 、D 两端电势相等，则检流计上无电流通过，指针应指在零位，这时电桥达到平衡。
电桥平衡时，有0=g I ,则有:x I I I I ==201, 各桥臂电阻上的电压降之间有关系式:x x R I R I R I R I ==002211,将此两式相除,则有:其中，C 称为比例臂的倍率，实验中C 应取合适的倍率（一是取10的整数次幂，二是要保证测量结果至少有四位有效数字）。
由于在式中R 1、R 2和R 0是已知电阻，所以只要提高R 1、R 2和R 0的准确度，就可以提高待测电阻R x 的测量准确度。
四 、实验步骤（1）实验前认真读QJ23a 型直流电桥的使用说明书。
单臂电桥
一，技能目标与要求：
掌握单臂电桥的测量方法。
二， 技能任务分析：
直流电桥是一种比较式测量仪器。主要用于测试低 阻值电阻，如在电机修理中测量绕组直流电阻；在线 路检修中测量线路直流电阻等。直流单臂电桥又叫惠 斯通电桥。
三，任务过程指引：
QJ-23a型直流单臂电桥一台，万用表一台，三相异 步电动机一台。
1，操作步骤
（1）测量前先打开检流计锁扣，即将G接线柱处的金属接片由外界“外 接”移到“内接”。开启检流计开关，将指针调到零位。
（2）估计被测电阻近似值，然后参照说明书上的表格选择适当的比例 臂（倍率），使比较臂可调电阻的各档能够充分利用，以提高其精度。
（3）接入电阻时，应选择较粗较短的连接导线，并将接头拧紧，尽量 提高测量精度。
（3）若使用外接电源，其电压应按规定选择，电压过高会 损坏桥臂电阻，太低则会降低灵敏度。若使用外接检流计， 应将内附的检流计用短路片短接，将外接检流计接至“外 接”端按钮上。
（4）测量结束后，应锁上检流计锁扣，以免受震而损坏。
单臂电桥的表盘单臂电桥比值臂选择表 Nhomakorabea相异步电动机
（6）电桥使用完毕后，应立即将检流计的锁扣锁上，以免在搬动过程 中，将悬丝震坏。
2，注意事项
（1）调节平衡时，先按下按钮B,再按检流计按钮G；测量完 毕后，先松开检流计按钮G,再松开电源按钮B，以防被测 对象产生的感应电动势损坏检流计。
（2）调节平衡过程中，不要把检流计按钮按死，待调到电 桥 接近平衡时，才可按死检流计按钮进行细调，否则检流 计指针可能因猛烈撞击而损坏。
（4）在测量电感电路的电阻（如电机，变压器等）时，应先接通电源 按钮，后接通检流计按钮。测量结束后，应先断开检流计按钮，再断 开电源按钮，以免线圈的自感电动势损坏检流计。（对三相异步电动 机来说，就是测U1-U2，V1-V2，W1-W2三个定子绕组的电阻。）
单臂电桥操作方法
单臂电桥操作方法单臂电桥是一种常用的测量电阻值的仪器，用于测量电阻的精确值。
它可以通过测量待测电阻与已知电阻之间的电位差来计算待测电阻的阻值，并且具有高精度和较好的稳定性。
下面我将详细介绍单臂电桥的操作方法。
首先，将单臂电桥放在平稳的台面上，并确保电桥的各个部件完好无损。
接下来，连接电桥所需的电源，通常为直流电源，将其与电桥上的电源接口相连接。
确保电源电压稳定，并按照电桥的说明书设置合适的电源电压。
接下来，将待测电阻连接到电桥的未知端子上。
选取一个已知的标准电阻，并将其连接到电桥的已知端子上。
确保电阻的连接牢固，并通过检查确认连接正确。
接下来，连接电桥的电流源和电压测量仪器。
将电流源连接到电桥的电流源端子上，将电压测量仪器连接到电桥的电压测量端子上。
这些连接可以使用导线实现，确保导线的连接牢固可靠。
完成上述连接后，打开电桥的电源开关，开启电桥的工作状态。
此时，电桥会开始工作，测量待测电阻的阻值。
接下来，使用电压测量仪器测量电桥输出端的电位差。
电桥工作时，其输出端将会产生一个电位差，用于测量待测电阻的阻值。
使用电压测量仪器可以精确地测量这一电位差。
测量结束后，根据电桥的工作原理，可以通过待测电阻与已知电阻之间的电位差来计算待测电阻的阻值。
电桥的计算公式根据电桥的类型而有所差异，可以根据电桥的说明书或相关教材进行相应的计算。
最后，关闭电桥的电源开关，断开电力源和测量仪器的连接。
将待测电阻和已知电阻从电桥上移除，并将电桥归位。
在操作过程中要特别注意安全，防止触电或发生其他安全事故。
需要注意的是，在操作单臂电桥时，应该确保连接的稳固可靠，电桥的电源电压稳定，测量仪器的准确度高，并掌握好电桥的操作原理和计算方法。
此外，还应遵循相关的安全操作规程，以确保自身和设备的安全。
综上所述，单臂电桥的操作方法主要包括连接电源、连接待测电阻和已知电阻、连接电流源和电压测量仪器、打开电源开关、测量电位差、计算待测电阻的阻值等步骤。
实验四 用单双臂电桥测电阻
实验四 用单双臂电桥测电阻预习重点1．电桥的平衡条件和灵敏度。
2．电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。
3．箱式电桥的使用方法。
实验目的1．学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。
2．分析并观察电桥线路可能出现的故障。
3．用箱式电桥测电阻。
实验原理一、单臂电桥1． 电桥的结构和平衡条件电阻是一切电学元件的重要参数之一，因此测电阻就成为一种最基本的电学测量。
测电阻的方法很多，本实验用单臂电桥测电阻，这种方法测量简便而且准确度高。
单臂电桥的原理电路如图2.4.1，电阻R x 、R 、R 1和R 2连成一个四边形，每一边称为电桥的一个桥臂。
以四边形对角顶点A 、B 作为输入端，与电源E 相连；另两顶点C 、D 作为输出端，与检流计相连。
检流计用来比较两输出端的电位，检验有无电流输出。
支路A-E-B和C-G-D 称电桥的两个桥路。
电桥的平衡条件：设R x 是待测电阻，其他三个是已知电阻，且可调其阻值。
只调R ，或调R 1和R 2的比值，就可使C 、D 两点电位相等，电桥无输出，通过检流计的电流I G 为零（指针不偏转），这种状态称为电桥平衡。
此时，通过R 1和R 2的电流相同，设为I 1，通过R 和R x 的电流也相同，设为I 2,四个桥臂上的电压有如下关系：U AC =U AD ，U CB =U DB即 I 2R x = I 1R 1，I 2R= I 1R 2两式相除，得平衡条件：RR R R x 21、或R x R 2= R 1R （2.4.1） 即任一相对两个桥臂上电阻的乘积等于另外两个相对桥臂上电阻的乘积。
由平衡条件得待测电阻：R x = R R R 21 （2.4.2） 式中R 1和R 2称为比例臂，R 称为比较臂。
图2.4.1 单臂电桥原理电路图根据（2.4.2）式，测R x 时有两种调平衡的方法：一种是选一比例臂的比率（倍率）R 1/R 2，调比较臂电阻R ；另一种是选定比较臂电阻R ，调比例臂电阻之比R 1/R 2，当R 1/R 2=1时，R x =R ，电桥就好似一架等臂天平，R x 与R 分别相当于待测质量和砝码。
单臂电桥测电阻优秀课件
电桥的灵敏度也是影响测量质量的一个主要因素。电桥的灵
敏度对测量的影响称为灵敏度误差，而灵敏度误差限对应灵敏度 误差的上限。灵敏度误差限Δs与电桥的灵敏度的关系是
Δs=0.2格/S 单位：欧姆
（3）
灵敏度S越大，灵敏度误差限Δs越小，测量质量越高。其中 的 0.2格是计量上的一个约定。当检流计偏转量比较大时，人的 眼睛容易分辨；当检流计偏转量很小很小时，人的眼睛无法分辨 。能够分辨和无法分辨的界限，计量上约定为0.2格，即检流计 最小刻度的1/5。
电桥平衡时，检流计指针指零，“桥”上的电流等于零，
b点和c点电位相等，因而a、b两点的电压U a b和a、c
两点的电压U a c相等。U a b就是电阻R1上的电压，可
以表示为R1的阻值和通过R1的电流的乘积，即
Uab
R1
R1
E R3
U a c就是电阻R2上的电压，可以表示为R2的阻值和相
应的通过R2的电流的乘积
那么，对于单臂电桥测量电阻这一测量过程， 如何计算测量不确定度呢？具体计算步骤如下： （量1的）好计坏算，仪决器定误于差所限使Δin用s 。的一测定量程仪度器上的，好可坏以。说测，量测 仪器的好坏用仪器的精度等级来表示，仪器的精度 等级对测量的影响称为仪器误差，而仪器误差限对 应仪器误差的上限。对于单臂电桥测量电阻这一测 量过程，相应的仪器误差限等于
只有知道了电桥的灵敏度S，才能计算灵敏度误差限
Δs。在我们今天的实验中，待测电阻RX是给定的，无法 改变。因此，不能直接用灵敏度的定义式来测量电桥的
灵敏度S。当电桥处于平衡状态时，待测电阻RX的变化 可以引起检流计的偏转，比较臂电阻R3的变化也可以引 起检流计同样的的偏转。因此，在今天的实验中，我们
高峰单双臂电桥测量电阻
通过调节可变电阻或电压源，使 电桥达到平衡状态，此时测量出 的电压值为零。
高峰单双臂电桥的特点
高精度测量
由于采用高精度的电压 测量技术，能够实现高
精度的电阻测量。
宽测量范围
能够测量不同阻值的电 阻，测量范围较广。
稳定性好
由于采用稳定的电源和 精密的测量电路，保证
了测量的稳定性。
操作简便
的可靠性。
测量步骤
将测试夹具夹在被测电阻的两端：确 保夹具夹紧，与电阻接触良好。
调整测量档位：根据被测电阻的大小， 选择合适的测量档位。
打开电源，启动电桥：按照电桥的使 用说明启动电桥，并观察电桥的平衡 状态。
记录测量数据：在电桥平衡后，记录 测量数据，包括被测电阻的阻值、测 量环境的温度和湿度等信息。
测量结果的读取与处理
分析测量数据
根据测量数据，分析被测 电阻的阻值是否符合要求， 判断电阻的质量和稳定性。
误差分析
对测量数据进行误差分析， 排除环境因素和测量设备 本身的影响，提高测量结 果的准确性。
数据处理与记录
将测量数据和处理结果记 录在相应的表格或报告中， 以便后续分析和使用。
03
高峰单双臂电桥测量电 阻的误差分析
04
使用电桥时应佩戴绝缘 手套和护目镜，确保操 作安全。
操作注意事项
01
02
03
04
在测量电阻前，应先检查电桥 的零位是否准确，确保测量精
度。
测量时，应按照电桥的使用说 明正确接线，避免接线错误导
致设备损坏或测量误差。
在测量过程中，应保持电桥的 稳定，避免外界干扰对测量结
果的影响。
测量完毕后，应及时关闭电桥 电源，并清理现场，保持设备
单臂电桥(惠斯顿电桥)法测电阻
电桥法测电阻直流电桥是常用的测量电阻的仪器。
直流电桥分单臂电桥（又称惠斯顿电桥）和双臂电桥（又称凯尔文电桥），单臂电桥用来测定中值电阻（1——10 7Ω），双臂电桥用来测定低电阻（1Ω以下）。
（一） 箱式单臂电桥测电阻[目的] 1.理解并掌握单臂电桥测电阻的原理。
2.学习用箱式单臂电桥测中值电阻。
[原理] R 1 ，R 2 ，Rx ，R S 称电桥的四个桥臂，其中R 1 ，R 2 ，R S 的阻值可变，Rx 为待测对象，须外接。
G 为检流计（平衡指示器），电桥的“桥”既指检流计支路，它的作用是把“桥”的两端的电位进行比较，当两端电位不等，检流计中有电流通过，检流计指针就要偏转；当两端电位相等，检流计中无电流通过，检流计指针即指在中部的“0”点。
这一状态称为电桥平衡。
当调节R 1 ，R 2 ，R S ，使G = 0，即电桥达到平衡时：U B = U D ，I 1 = I X ,I 2 = I S 。
由原理图得U AB = U AD .U BC = U DCI 1R 1= I 2R 2 , I X R X = I S R S 。
12//X S R R R R =12X S S R R R CR R == 其中12/C R R = 实验内容1、用单桥（惠斯登电桥）测量三个电阻的准确值，并计算电阻标称值的误差。
电阻的标称值是：18K 、8.2K 、180Ω。
注意：选择R1、R2数值的原则：必须保证R 最高位有读数，才能保证测量精度。
直流稳压电源电压：5V 左右。
四位有效数字单臂电桥若使用得当，测量值应有四位有效数字，若使用不当，测量值会小于四位有效数字。
如何使测量结果有四位有效数字？举例说明：设R X = 98.13Ω，若取C = 0.1，则R S = 981Ω, R X = CR S =98.1Ω(三位有效数字）； 取C = 0.01，则R S = 9813Ω R X = 98.13 Ω（四位有效数字）。