直流单臂电桥的使用

实验9 直流单臂电桥（惠斯登电桥）一．目的要求1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。

2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。

3.学会使用箱式电桥。

二．引言用伏安法测电阻，受所用电表内阻的影响，在测量中往往引入方法误差；用欧姆表测量电阻虽较方便，但测量精度不高。

在精确测量电阻时，常使用电桥进行测量。

其测量方法同电位差计一样同属于比较测量法。

电桥不仅可以测量电阻，还可以测量许多与电阻有关的电学量和非电学量（把这类非电学量通过一定的手段转换为电学量进行测量），而且在自动控制技术中也得到了广泛的应用。

本实验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯登电桥），主要是用来测量中等阻值（10～105Ω）电阻的；测量低阻（10～10-5Ω）用直流双臂电桥（又称凯尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω）则用专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。

三．原理1.电阻的测量 直流单臂电桥的原理性电路如图所示。

它是由四 个电阻R a 、R b 、R 0、R X 联成一个四边形回路，这四个电阻称做电桥的四个“臂”。

在这个四边形回路的一条对角 线的顶点间接入直流工作电源，另一条对角线的顶点间接入检流计，这个支路一般称做“桥”。

适当地调节R 0值，可使C 、D 两点电位相同，检流计中无电流流过，这时称 电桥达到了平衡。

在电桥平衡时有：R a I a =R b I bR X I X =R 0I 0且 I a =I X , I b =I 0则上式整理可得：0ba R R R R X 图9.1 为了计算方便，通常把R a /Rb 的比值选作成10n （n=0,±1,±2,…）。

令C=R a /R b ，则：R X =C R 0 （9.2） 可见电桥平衡时,由已知的R a 、R b （或C ）及R 0值便可算出R X 。

人们常把R a 、R b 称做比例臂，C 为比例臂的倍率；R 0称做比较臂；R X 称做待测臂。

四．仪器用具AC5/Ⅱ型指针式检流计，比例臂电阻四个（10Ω，100Ω，100Ω，1000Ω），电阻箱，甲电池二节，待测电阻两个，电键两个，滑线变阻器，微安表头一只（量限200μA,内阻700Ω左右），QJ —24型箱式直流电桥，数字繁用表。

QJ23型直流单电桥的使用、校验步骤及误差计算(一) QJ23型直流单电桥使用说明1 •面板介绍箱式单臂电桥的形式多样，本实验用QJ23型携带式直流单臂电桥，下图为其面板配置图。

各部分名称如下：⑴检流计，其上有机械调零器；⑵外接表计接线柱；③表计选择开关；⑷比例臂旋钮R1/R2，有七种选择：0.001, 0.01, 0.1，1，10，100，1000；⑸电源选择开关；⑹外接电源接线柱；⑺R3旋钮由四个盘共同构成，分别代表个位，十位, 百位，千位；⑻检流计按钮开关；⑼电源按钮开关；⑽待测电阻R X⑼ ⑻ ⑽2•使用方法(1)调零，检流计零点调节；(2)在仪器底部电池盒中装上3节1号干电池串联，或在外接电源接线柱“B夕卜”上接入4.5伏的直流电源，并将“电源选择”开关拔向相应位置。

(3)连线，将被测电阻R X的两端接到单臂电桥的相应两个接线柱上。

(4)预置，依据(1 )待测电阻R X的估计值，(2) R3的最高位(千位)不能为零，设置R1/R2旋钮和R3旋钮的初始值；(5) _______________________________ 当测量电阻时，应先按“ B ”后按“ G ”按钮，并调节读数盘 R b ,使电流计重新 回到“ 0”位。

断开时应先放“ G ”后放“ B ”按钮。

注意：一般情况下， “B ”按钮应间歇使 用。

此时电桥已处平衡，记录 R I /R 2= , R3= ;而被测电阻R X 为R X = R 1/R 2 X( R 3)欧(6)测灵敏度 S ,调节R 3,使检流计指针左偏(或右偏) 3R3=, z\n =,S(7) 检查数据，整理仪器。

(8) 使用完毕，应把“电源选择”开关拔向“外”位置上。

3■注意事项(1) .不能长时间按下按钮 B ,持续通电易使桥臂电阻升温，影响实验精度; (2) .不能长时间按下按钮 G ,否则可能烧坏检流计。

总之，要间断通电，不能连续通电。

4■数据及结果R XR 1/R 2R 3R 3'Al12345附录一：仪器描述型号 QJ23型直流电阻桥 测量范围 0Q 〜11.110M Q 倍率 量程 分辨力 准确度 X10-3 0-11.110 Q 1m Q 1% X10-2 0-111.10 Q 10m Q 0.5% X10-10-1.1110k Q 100m Q 0.1% X 0-11.110k Q 1 Q 0.1% X 10 0-111.10k Q 10 Q 0.1% X 1020-1.1110M Q100Q0.5%到5个刻度范围，记录 n5-ii.iiOM Q ik Q5%桥路电源 4.5V （3节i.5V i号电池串联）指零仪电源9V （i节6F22型叠层电池）外型尺寸(L)320mrm< (W) 280mr W (H) i70mm重量3kg备注：QJ44型直流双臂电桥，内附晶体管指零仪和能内附工作电源。

实验题目：直流单臂电桥一. 实验目的：1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。

2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。

3.学会使用箱式电桥。

二. 实验原理：1.直流单臂电桥适用范围：测量中等电阻（10~105Ω）2.推导测量公式：电桥平衡时：R a I a=R b I b R x I x=R0I0Ia=Ix I b=I0所以R x=R aR b R0令c=R aR b,则R x=CR03.画出实验电路图：4.比例臂倍率如何适当选取：让比较臂R0电阻旋钮调节的有效位数尽量多，来提高测量精度。

本次实验使用的是四钮电阻箱，要使倍率能读取四位有效数字。

5.电桥灵敏度的概念及与哪些因素有关：通过电流计的电流小于其分辨率δ时，我们不能判断电桥是否偏离平衡，仍认为电桥处于平衡态，这样会带来误差，因此引入电桥灵敏度的概念：S= ΔIΔR x/R x或者S=ΔIΔR0/R0，由基尔霍夫定律推出的表达式：可知，电桥灵敏度S与电源电压的大小E、直流数显微电流计的电流常量K和内阻R g、桥臂电阻，四臂电压关系有关。

由此式可见适当提高电源电压的大小E，选择适当小的电流常量K和内阻R g的直流数显微电流计，适当减小桥臂电阻（R a+R b+R0+R x），尽量将桥臂配置成均压状态。

但具体情况具体方法，兼顾考虑倍率C和灵敏度S的选择。

6.什么是换臂法：C=1时，将Ra 与 Rb 交换可以完全消除倍率C的误差。

两次平衡臂数据分别为R0'和R0''，则R x=√R0′·R0′′≈12(R0′+R0′′)三. 操作步骤：1.测量未知电阻R1（约1200Ω）及S1(1)连接电路，选择Ra=100Ω Rb =100Ω（则C=1），连接电阻箱最大阻值范围，并将其阻值调制最大值。

(2)将支流数显微电流计调零校准。

(3)将电源电压从0调至合适电压（1~3V），按开关观察直流数显微电流计是否超量程，判断电路连接是否有误，无误则开始测量，调节电阻箱至直流数显微电流计示数为0，达到电桥平衡，记下电阻箱示数R0。

单臂电桥的使用方法
1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针
调到零位。

2、把被测电阻接在“x R”的位置上。

要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。

接头拧紧，避免采用线夹。

因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。

3、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。

这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。

4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。

5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。

若指针指“+”，则需增加比较臂电阻，针指向“-”，则需减小比较臂电阻。

6、读取数据：比较臂 比率臂=被测电阻
7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。

通过电桥调节R2、R3、R4数值，当电桥平衡时有：R1=R2×（R3/R4）从而可以测量出被测电阻。

从图可以看出：R1被测电阻包括了引线电阻和接触面接触电阻，故实际电阻应减去引线电阻和接触面接触电阻，被测电阻越小，引线的误差越大，所以单臂电桥常用来测量1欧以上的电阻，一般量程为1～99990欧。

对于开关接触电阻一般在微欧级，不宜使用此电桥，因为引线电阻为毫欧级，无法测量，此时可以使用双臂电桥。

图2 单臂电桥原理图
R1为被测电阻R2、R3、R4为可调电阻P为检流计E为电池。

直流单臂电桥的使用方法
直流单臂电桥的使用方法
直流单臂电桥（Digital Force Balance Bridge）是一种新型测试仪器，它由电子源、功率差分器、示波器以及力传感器等部件组成，用于测量机械结构的运动特性、质量、固有频率、谐振特性、碰撞损伤等方面的参数。

下面介绍直流单臂电桥的使用方法：
一、安装环境
1、接线：将电子源、功率差分器、示波器以及力传感器进行接线，连接好各种电子元件，检查接线是否正确，确保直流单臂电桥正常工作。

2、位置：将直流单臂电桥设置在被测物体的旁边，确保被测物体不会受到外界的干扰，保证测试的准确性。

3、调试：将电子源设置好，并调试功率差分器，示波器和力传感器，使得这些部件的各项参数符合要求。

二、测量程序
1、输入信号：将所需要测试的信号输入到直流单臂电桥，并使这些信号通过功率差分器经过变换，得到测试所需要的信号。

2、调参：根据被测物体的参数，调整功率差分器、示波器以及力传感器的参数，确保测试的精度。

3、测量：通过力传感器测量被测物体的参数，并经过示波器对测量的信号进行显示，从而可以得到被测物体的运动参数。

4、结果分析：根据示波器的显示结果，对被测物体的运动参数
进行分析，从而得出测量结果。

以上就是关于直流单臂电桥的使用方法。

在使用前，需要对各个元件进行安装、接线以及调试，然后根据所测量的参数进行调参，最后通过力传感器测量完成测试，并根据示波器显示的结果分析得出结论。

直流单臂电桥（惠斯通电桥）测电阻一、实验目的（1） 掌握用惠斯通电桥测电阻的原理和方法； （2） 掌握线路连接和排除故障的技能； （3） 掌握调节电桥平衡的操作方法。

二、实验仪器直流单臂电桥：箱式电桥，电阻箱，待测电阻，数字万用表，直流稳压电源，开关。

二、实验原理 1、电路原理直流单臂电桥的电路如图1所示，被测电阻Rx 和标准电阻R0，R1，R2构成电桥的四个臂。

在CD 端加上直流电压，AB 间串接检流计G ，用来检测其间有无电流（即A 、B 两点有无电势差）。

“桥”指AB 这段线路，它的作用是将A 、B 两点的电势直接进行比较，以确定电桥的平衡状态。

图1 直流单臂电桥原理图当电源接通后，电路中将有电流通过，并分别在各桥臂的电阻上产生电压降。

在一般情况下，A 、B 两点间将有电位差，因而，有电流Ig 通过检流计，使检流计指针偏转。

适当调节1R 、2R 或 0R 的电阻值，可以使A 、B 两点的电位相等，检流计中无电流通过，即Ig=0，称电桥达到了平衡。

这时，电桥四个臂上电阻的关系为：102x R R R R =，或1002x RR R kR R =⋅= （1）'R E 1KACD上式称为电桥平衡条件。

其中，12R k R =称为比率臂倍率，0R 称为比较臂，x R 称为测量臂。

若0R 的阻值和倍率k 已知，即可由上式求出x R 。

调节电桥平衡方法有两种：一种是保持0R 不变，调节12/R R 的比值；另一种是保持12/R R 的比值不变，调节电阻0R 。

本实验采用后一种方法，即保持12/R R 不变。

2、电桥灵敏度在实验中，检流计指零即认为电桥平衡。

因检流计的灵敏度是有限的，从而给测量带来误差。

为此引入电桥灵敏度S 的概念：xnS R ∆=∆ （2） 式中x R ∆是电桥平衡后x R 的微小改变量，n ∆是由改变量x R ∆而引起的检流计指针偏转格数。

灵敏度S 的物理意义是电桥平衡后，改变待测电阻阻值大小引起检流计指针偏转的格数。

简述直流单臂电桥的使用方法
1. 直流单臂电桥使用方法
直流单臂电桥是一种常用的直流电阻测量电路，它可以测量不同类型电阻的电阻值，比如金属电阻、热敏电阻等。

使用直流单臂电桥可以精确测量电阻的值，使用步骤如下：
（1）将电阻Rb（测量对象）连接到电桥的C点；
（2）将一个已知电阻Ra（桥式电阻）连接到电桥的A点；
（3）将一个变阻器Rc（校正电阻）连接到电桥的B点；
（4）往变阻器Rc接入一定的电流，调节变阻器Rc的电阻值，调节至电桥平衡；
（5）计算Rb的电阻值，Rb=Ra*Rc/(Ra+Rc)，即可得出Rb的电阻值。

在使用直流单臂电桥测量电阻值时，应确保电桥的平衡，以避免测量结果的偏差。

直流单臂电桥实验报告一、实验原理：1.直流单臂电桥适用范围：直流单臂电桥主要是用来测量中等阻值（10~105Ω）电阻的。

2.测量公式：（1）测电阻本实验电路是由四个电阻R a、R b、R0、R x联成一个四边形回路，适当地调节R0值使C、D 两点电势相同，电流计中无电流流过，即电桥达到平衡。

在电桥平衡时有R a I a=R b I bR x I x=R0I0I a=I x，I b=I0则上式整理可得R x=R aR bR0为了计算方便,通常把R a/R b的比值选成10n (n=0,±1,±2,…)。

令C=R a/R b,则R x=CR0可见电桥平衡时，由已知的R a、R b及R0值便可算出R x。

（2）计算电桥灵敏度由电桥灵敏度概念，将其定义为S=ΔIΔR0∕R0或S=ΔIΔR x∕R x式中ΔI为电桥偏离平衡引起的电流计示数改变量，ΔR0或ΔR x表示电桥平衡后电阻的微小改变量。

电桥灵敏度也可以由基尔霍夫定律给出：S=EK[(R a+R b+R0+R x)+(2+R bR0+R xR a)R g]式中K和R g为电流计的常量。

（3）待测电阻的相对误差由（2）中公式可直接得到：ΔR x R x =ΔIs（4）换臂法计算公式R x=√R0′R0′′≈12(R0′+R0′′)3.实验电路图：4.比例臂倍率如何适当选取：通过比较臂R0调节的有效位数多少来判断，R0调节的有效位数越多，C的选取越恰当。

比如：给定一个四旋钮电阻箱（调节范围为1~9999Ω），如果待测电阻阻值大约为230Ω，代入为了使R0调节电桥由非平衡态达到平衡态的位数最多，即四个旋钮都用上，需选取倍率为0.1。

再例如若待测电阻R x≈1200Ω，电阻箱为四旋钮电阻箱（调节范围为1~9999Ω），仅当选取倍率C为1时四个旋钮才都可以用上，故倍率选取为1。

给出一般结论则为：应选倍率为电阻箱最大有效位数与待测电阻所占位数之差的倒数。