文档介绍：肇庆学院
电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告
07 级电子(1) 班 2B 组实验合作者李雄实验日期 2008年4月16日
姓名: 王英学号 25号老师评定
实验题目: 惠斯通电桥测电阻
实验目的:
了解电桥测电阻的原理和特点。
学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
测出若干个未知电阻的阻值。
实验仪器
仪器名称
直流电源
滑线变阻器1
滑线变阻器2
检流计
型号
DH1718C
J2354
J2354
AC5/2
规格
0-30V 5A
100Ω
1000Ω
1×10-8A/div
电阻箱的型号、规格及各档的等级
电阻箱
型号
规格
×10000
×1000
×100
×10
×1
×
×
R2
ZX38A/10
11111Ω
无
2
5
R3
ZX25a
11111Ω
无
2
5
R4
ZX21a
111111Ω
无
实验原理:
桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R2和R3,比较臂R4,待测臂Rx),“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RG(滑线变阻器)。
电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(R2、R3、R4、和Rx)、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
Uab=Uad,Ubc=Udc,
由于平衡时,所以b、d间相当于断路,故有
I4=I3 Ix=I2
A
R2
Rx
B
C
R4
R3
D
RE
E
RG
图1
所以
可得或
一般把称为“倍率”或“比率”,于是
Rx=KR4
要使电桥平衡,一般固定比率K,调节R4使电桥达到平衡。
自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂(R2和R3)电阻并非标准电阻,存在较大误差。当取K=1时,实际上R2与R3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R4值,然后将R2与R3的位置互相交换(也可将Rx与R4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:
联立两式得:
由上式可知:交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
电桥灵敏度
电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时,电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中,为了便于灵敏度的测量和计算灵敏度对测量结果的影响,多数用电桥的相对灵敏度,用
S表示。其定义为
物理意义:桥臂电阻的单位相对变化所引起的灵敏电流计的偏转格数。
正确使用箱式电桥。
本实验使用的是QJ23a型电桥,仪器自带工作电源和检流计实验时不需外接(电源和检流计)。
测量时先根据待测电阻的粗测值(用万用电表粗测)选取恰当的比例系数(倍率)Kr,选取的原则是在测量时应将测量盘电阻