文档介绍：电桥及其应用实验报告
电桥实验报告(中南大学)
篇二:交流电桥实验报告
篇三:惠斯通电桥实验报告
阜阳师范学院大学物理实验报告
学号姓名实验日期教师签字成绩
【实验名称】惠斯通电桥测电阻【实验目的】
(1)掌握惠斯通电桥的基(转载于:网:电桥及其应用实验报告)本原理。
(2)学会自组惠斯通电桥测电阻,掌握QJ23型箱式电桥的使用方法。(3)了解直流电桥的灵敏度及影响它的因素,平衡电桥测量电阻的误差来源。
【实验仪器】
ZX21电阻箱、检流计(或数字电压表)、QJ23型箱式电桥、滑线变阻器、待测
电阻、保护电阻、直流稳压电源、导线、开关等。
【实验原理】
(1) 惠斯通电桥原理
惠斯通电桥就是一种直流单臂电桥,适用于测中值电阻,其原理电路如图7-4所示。若调节电阻到合适阻值时,可使检流计G中无电流流过,即B、D两点的电位相等,这时称为“电桥平衡”。电桥平衡,检流计中无电流通过,相当于无BD这一支路,故电源E与电阻R1、Rx可看成一分压电路;电源和电阻R2、RS可看成另一分压电路。若以C点为参考,则D点的电位VD与B点的电位VB分别为
V B
? ER?2RRSVD?
E
RRX
S
1?RX 因电桥平VB
?VD故解上面两式可得
R1RX
R?2RS
上式叫做电桥的平衡条件,它说明电桥平衡时,四个臂的阻值间成比
例关系。如果R
RR1
X?
Rx为待测电阻,则有RS2
。选取R1、R2简单的比例如(1?1
,
1?10,10?1等)并固定不变,然后调节RS使电桥达到平衡。故常将R1、R2所在桥臂叫做比例臂,与Rx、RS相应的桥臂分别叫做测量臂和比较臂。
惠斯通电桥原理图(2) 电桥的灵敏度
S?
?n
电桥的灵敏程度定义:
?RSRS 灵敏度S越大,对电桥平衡的判
断就越容易,测量结果也越准确。S的表达式
S??n?n
??R?
??I?SR??SS?Ig
?g??RSRS
??S?12
S?
ES1
?R?RE?Rg?1?R2?Rs?Rx????1?R??R?g?2RX????2?R1R?Rs???R?E?xR2????2?R1R?Rs?
?2Rx??
(3)电桥的测量误差
电桥的测量误差其来源主要有两方面,一是标准量具引入的误差,二是电桥灵敏度引入的误差。为减少误差传递,可采用交换法。
交换法:在测定Rx之后,保持比例臂R1、R2不变,将比较臂Rs与测量臂Rx的位置
对换,再调节Rs使电桥平衡,设此时Rs变为R?,则有:Rx?R2
s
RRs?,
由上两式得1
Rx? 。
【实验内容】用自组电桥测电阻。
(1)按上电路图连接好电路图。
(2)根据Rx的粗略值选择合适的比率R1/R2。如Rx为千位数阻值,比率R1/R2应选1:10;百位数阻值,则选1:1。另外,为使电桥尽快调到平衡,可先预选Rs的
数值,使其前两位数字与Rx的粗略值相同。接通电源开关K1,当电桥平衡时,记下
Rs值。
(3)用交换法测量:将Rx与Rs的位置交换,重复以上步骤,测出R?s
。(4)求出用交换法测得的电阻值Rx。
(5)由不确定度传递公式及电阻箱的准确度等级估计Rx的B类不确定度URx。
【数据表格与数据记录】
交换法测未知电阻的实验数据记录表格
实验数据处理:
由公式Rx?
?=
(欧姆),Rx'=?1036=
S?
?n
由公式:
?RSRS带入数据S= S'=
根据各电阻箱的准确度等级估计Rx的B类不确定度URx,带入误差传递公式。
2
2
2
2
由误差传递公式:u?Rx?Rx???u?R1???u?R2???u?RS????
?R1?????R2?????RS?????S??
URx/?1002?(?1000)2?(1?1019)2?(?)2
=
URx/Rx
?1002?(?1000)2?(1?1019)2?(?)2
=
URx=
×323='=×=
【小结与讨论】
1) 根据实验数据处理结果可知实验精度大致符合实验要求。 2) 滑键在什么位置时,测量结果的相对误差最小?
答:为了消除由于电阻丝不均匀所产生的误差,我们把RX和R0的位置对调,重新使电桥处于平衡状态,测得电阻丝AD的长度为L1