文档介绍：电桥法测电阻实验报告实验目的 1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法,理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义; 2、掌握开尔文电桥测量电阻的原理及操作方法; 3、熟悉综合性电桥仪的使用方法及电桥比率和比率电阻的选择原则。实验原理电阻是电路的基本元件之一,电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻,虽然原理简单,但有系统误差。在需要精确测量阻值时,必须用惠斯通电桥,惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1~106Ω)。惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R0、R1、R2和待测电阻RX连成四边形,每一条边称为电桥的一个臂。在对角A和C之间接电源E,在对角B和D之间接检流计G。因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关KE和KG接通后,各条支路中均有电流通过,检流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作用,好象一座“桥”一样,故称为“电桥”。适当调节R0、R1和R2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流IG=0,这时,B、D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状。图6-l惠斯通电桥原理图态。这时A、B之间的电势差等于A、D之间的电势差,B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2,由欧姆定律得图1 I1RX=I2R1I1R0=I2R2 两式相除,得 RXR ?1R0R2 (1) (1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得 RX? R1 R0(2)R2 即待测电阻RX等于R1/R2与R0的乘积。通常将R1/R2称为比率臂,将R0称为比较臂。 ,由于引线电阻和接触电阻(约10-2~10-4Ω),已经不可忽略,致使测量值误差较大。改进办法是将其中的低电阻桥臂改为四端接法,并增接一对高电阻。改用四线接法后的等效电路为图3。r1,r2串联在电源回路中,其影响可忽略。r3,r4接高电阻,其影响也可忽略。实际的电路如图2。由电路方程解得RrR1'RR' Rx?2R?(2?2) R1R1'?R2'?rR1R1' ' 2'1 使r尽量小,并将两对比率臂做成联动机构,尽量 RR2 ?使R1RR2 R?R?CR。则X R1 '1 图2 数据表格: 实验步骤: 1、按照实验电路图接好电路,选取比率为; 2、连接待测电阻; 3、然后调节电阻,使检流计指零,记录实验数据;4、然后改变接入电阻,依次为单个,并联,串联,记录数据;5、整理好实验仪器;6、数据处理; 数据处理: 1、测量四种方法的接入电阻的仪器误差: 仪器误差的计算公式为: 单电阻1:Δ仪=1*(%*+%*)=; 单电阻2:Δ仪=1*(%*+%*)=; 串联电阻:Δ仪=1*(%*+%*)=; 并联电阻:Δ仪=1*(%*+%*)=; 2、计算出相对不确定度: 合成不确定度的计算公式为: 相对不确定度计算公式为: 则各电阻相对不确定度为: 单电阻1:单电阻2: 串联电阻: 并联电阻:测量结果为: ; R实=R±U 所以得到下表: 误差分析: 1、电桥灵敏度与检流计灵敏度成正比,检流计灵敏度越高电桥的灵敏度也越高。2、电桥的灵敏度与电源电压E成正比,为了提高电桥灵敏度可适当提高电源电压。 3、电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值的增大而减小。随着的增大而减小。臂上的电阻值选得过大,将大大降低其灵敏度,臂上的电阻值相差太大,也会降低其灵敏度。 4、还有一些也会造成实验误差,比如:电源电压不太稳定;导线电阻不能完全忽略;检流计没有调好零点;检流计灵敏度不够高。一实验预****学生进入实验室前应预****实验,并书写实验预****报告。预****报告应包括:①实验目的,②实验原理,③实验仪器,④实验步骤⑤实验数据记录表等五部分。以各项表述是否清楚、完整,版面验前还应预****实验)。二实验操作过程学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步,第一步实验准备,包括①连接线路;②检流计调零;③预置C、R三部分;第二步测量并记录数据,要注意操作的规范性;第三步实验仪器整理,并填写相关登记表格。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成,数据记录是否准确、正确分三档给分。三实验纪律 1 2数据记录及处理学生在数据处理过程中,是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有二、思考题学生进入实验室,用15分钟的时间看书,15分钟之后将书收起来,开始进行实验测试。测试期间禁止看书。测试内容:利用单电桥测量实验室提供的未知中值电阻阻值,并分析测量不确定度。评分标准如下:一实验操作部分第一步:实验准备。。正确连接电源、待测电阻。分四档给分。 ,并正确设置各个档位、开关。分四档给分。第二步:实验测量和数据采集。。分四档给分。 ,并根据大致阻值合理设置C档位和