直流电桥法测电阻(单电阻)实验报告

Dianqi Gongcheng yu Zidonghua♦电气工程与自动化I自组式直流电桥测电阻仿真实验李增（韩玉龙！孙金芳！（1.阜阳幼儿师范高等专科学校，安徽阜阳236000；2.安徽信息工程学院，安徽芜湖241000）摘要:直流电桥是利用比较法测量电阻的仪器，由比较臂、比例臂、检流计等构成桥式线路。

现以科大奥锐仿真软件为平台，测量未知电阻，为学生助。

关键词：惠斯通电桥;未知电阻;科大奥锐0引言电桥多，但直流电桥是最基本的一，它是学习其他电桥的基r1833年基本的电桥网络,但一直未，直1843年其以用，之为电桥臂电桥电路是电学比较基本的一电路式，测电阻范为1〜10*0。

测量测量量与知量比较测量，因而测量精度高，法巧妙、使用，所以的应用叫1直流电桥测电阻原理1，电阻R1、R2、R0、R"成，一电源，一检流计，称为电桥。

B点和$电等,检流计电流为，电桥平电阻R0，使检流计中的电流为0，电桥平，未知电阻R"为R"=R0（R2/R1）,利用互易法电阻R-R2造成的误差，即r,=vm.电桥是平衡，是由检流计的，检流计的度是的，电桥R1/R2=1平R"=R。

，R0一量"R。

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测电桥度）；"（是由于AR*电桥偏离平检流计的偏安徽信息工程学院大学生创新创业训练计划项目（2018136-13159）和2019年度安徽高校自然科学研？项目（KJ2019A1298）资助课题格数，"（越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越2仿真分析本文以科大奥锐仿真软件为平台，自组式直流电桥测电阻仿真界面电路2，实验内容包含正确连线以及检流计；直流电桥平3;测量并计算待测电阻以及直流电桥的度等图3调节电桥平衡数据的记录与处理结果如表1和表2所示。

一、实验简介直流电桥是一种用比较法测量电阻的仪器，主要由比例臂、比较臂、检流计等构成桥式线路。

测量时将被测量与已知量进行比较而得到得测量结果，因而测量精度高，加上方法巧妙，使用方便，所以得到了广泛的应用。

电桥的种类繁多，但直流电桥是最基本的一种，它是学习其它电桥的基础。

早在1833年就有人提出基本的电桥网络，但一直未引起注意，直至1843年惠斯通才加以应用，后人就称之为惠斯通电桥。

单电桥电路是电学中很基本的一种电路连接方式，可测电阻范围为1~106Ω。

通过传感器，利用电桥电路还可以测量一些非电量，例如温度、湿度、应变等，在非电量的电测法中有着广泛的应用。

本实验是用电阻箱和检流计等仪器组成惠斯通电桥电路，以加深对直流单电桥测量电阻原理的理解。

本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。

二、实验原理电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1MΩ的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。

1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。

图6.1.2-12、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有R x=R0，这时若把R0改变一个微小量△ R0，则电桥失去平衡，从而有电流I G流过检流计。

如果I G小到检流计觉察不出来，⨯ 那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到R x =R 0+△R 0，△R 0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△R x 。

引入电桥的灵敏度，定义为S=△n/(△R x /R x )式中的△R x 是在电桥平衡后R x 的微小改变量（实际上若是待测电阻R x 不能改变时，可通过改变标准电阻R 0的微小变化△R 0来测电桥灵敏度），△n 是由于△ R x 引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n 越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。

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R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 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K E 和K G 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R 0、R 1和R 2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流I G = 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I 1和I 2，由欧姆定律得I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2两式相除，得102X R RR R = (1)(1)式称为电桥的平衡条件。

由(1)式得102X R R R R =(2) 即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。

通常将R 1 / R 2称为比率臂，将R 0称为比较臂。

2.双电桥测低电阻的原理图1单电桥测几欧姆的低电阻时，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（如图2）。

直流电桥测电阻实验报告一、实验目的（1）了解单电桥测量电阻的原理，利用此原理测量电阻以及铜丝电阻的温度系数。

（2）通过处理实验所得数据，学习作图法与直线拟合法。

（3）利用电阻与温度关系，构造非平衡互易桥组装数字温度计，并学习其应用分析设计方法。

二、实验原理（1）惠斯通电桥测量电阻（1-1）电桥原理：当桥路检流计中无电流通过时，表示电桥已经达到平衡，此时有Rx/R2 = R/R1，即Rx = (R2/R1)*R。

其中将(R2/R1)记为比率臂C，则被测电阻可表示为Rx=C*R。

（1-2）实际单电桥电路在实际操作中，通过调节开关c位置，改变比率臂C；通过调节R中的滑动变阻器，改变R。

调节二者至桥路检流计中无电流通过，已获得被测电阻阻值。

（2）双电桥测低电阻（2-1）当单电桥测量电阻阻值较低时，由于侧臂引线和接点处存在电阻，约为10^-2~10^-4Ω量级，故当被测电阻很小时，会产生较大误差。

故对单电桥电路进行改进，被测电阻与测量盘均使用四段接法：，同时增设两个臂R1'和R2'。

（2-2）电路分析：由电路图知：① I3*Rx + I2*R2’ = I1*R2 ② I3*R + I2*R1’ = I1*R1 ③ I2*(R2’+R1’) = (I3=I2)*r 综合上式可知：⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++='1'212'2'1'*121R R R R R r R R r R R R R x 利用电桥结构设计，可满足⎪⎭⎫⎝⎛='1'212R R R R ，同时减小r ，可是Rx 仍满足Rx = (R2/R1)*R ，即Rx=C*R 。

（3）铜丝的电阻温度特性及数字温度计设计 （3-1）铜丝的电阻温度特性∵一般金属电阻均有：Rt = R0(1+αR*t)，且纯铜αR 变化小 ∴αR = (Rt - R0)/(R0*t) （3-2）数字温度计设计 （3-2-1）非平衡电桥将检流计G 换为对其两端电压的测量，满足：⎪⎭⎫⎝⎛+-+=Rt R Rt R R R E t 21U 。

直流电桥测电阻（预习报告）实验目的（1） 了解单桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法。

（2） 单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据。

（3） 了解双电桥测量的电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。

实验原理惠斯通电桥测电阻如右图所示，调节R 的大小和R 1/R 2使检流计的示数为零，此时有方程R R R R x 21=成立。

实际中把R1和R2做成比值为C 的比率臂，则被测电阻为R x =CR双电桥测低电阻如右图所示，双电桥和单电桥相比有两处明显的改进。

（1）被测电阻和测量盘电阻均采用四端接法。

使引线电阻和接触电阻对测量的影响相对减小了。

（2）电桥中增设了两个臂R 1′和R 2′，其阻值较高。

调节R 的大小和R1/R2使检流计的示数为零，实际中把R1和R2做成比值为C 的比率臂。

经过计算，只要参数选择合理。

被测电阻为R x =CR用互易桥测铜丝电阻温度系数由于铜丝的电阻比较小，用原电桥测误差比较大，为了减小误差，将电源和检流计互易后（见右图）取C=0.01则测量的误差较小。

这里检流计用数字毫伏表代替。

用非平衡桥测铜丝电阻温度系数在右图中，若电压表的示数U t 不为零，则有：)11(tt R R RC E U +++=根据公式可以算出R t 。

实验步骤惠斯通电桥测电阻1)熟悉电桥结构，预调检流计零位，接好电路。

2)根据被测电阻的标称值，以R2的数量级和R x的数量级相同为原则取C的值。

3)调节R的值使电桥平衡。

记下C和R。

4)测出偏离平衡位置Δd分格所需的测量盘示值变化ΔR。

5)重复测量多个电阻。

双电桥测低电阻1)熟悉电桥结构，预调检流计零位，接好电路，注意被测电阻按四端接法接入。

2)根据被测电阻的标称值，以R2的数量级和Rx的数量级相同为原则取C的值。

3)调节R的值使电桥平衡。

逐步将灵敏度调到最大，记下C和R。

4)测出偏离平衡位置Δd分格所需的测量盘示值变化ΔR。

用互易桥和非平衡电桥法测铜丝电阻温度系数1)将惠斯通电桥改接成互易桥，首先改接金属片，将面板上的检流计“外接”端短路，改为“内接”端短路。

直流电桥法测电阻(单电阻)实验报告
实验目的：
1.了解直流电桥实验原理；
2.掌握直流电桥实验的操作方法；
3.通过直流电桥实验，测量电阻的值。

实验器材：
1. 直流电源；
3. 变阻器；
4. 数字万用表。

实验原理：
直流电桥法是一种用电桥测量电阻值的方法。

当两个支路中，各接有一电阻，调整其中一个支路的变阻器，使桥中平衡电流为零，在平衡位置时，所调整的变阻器的阻值就等于电阻的值。

实验步骤：
1. 装置电路，如图所示。

2. 连接电源，并打开电源开关。

3. 用变阻器分别连接R和S两个端子。

4. 调整变阻器的阻值，直到电路平衡。

5. 读取变阻器的阻值，即为电阻的值。

实验数据：
调整前变阻器阻值：15Ω
电流：0A
电阻计算：
R = S * r2 / (r1 + r2)
= 794.12Ω
实验结论：
通过本次实验，我们使用直流电桥法测量了电阻的值，并且掌握了直流电桥法的实验操作方法和原理。

实验结果表明，电阻的值为794.12Ω。

遇到实验误差，我们可以通过多次测量取平均值的方式来减小误差。

一、实验简介直流电桥是一种用比较法测量电阻的仪器，主要由比例臂、比较臂、检流计等构成桥式线路。

测量时将被测量与已知量进行比较而得到得测量结果，因而测量精度高，加上方法巧妙，使用方便，所以得到了广泛的应用。

电桥的种类繁多，但直流电桥是最基本的一种，它是学习其它电桥的基础。

早在1833年就有人提出基本的电桥网络，但一直未引起注意，直至1843年惠斯通才加以应用，后人就称之为惠斯通电桥。

单电桥电路是电学中很基本的一种电路连接方式，可测电阻范围为1~106Ω。

通过传感器，利用电桥电路还可以测量一些非电量，例如温度、湿度、应变等，在非电量的电测法中有着广泛的应用。

本实验是用电阻箱和检流计等仪器组成惠斯通电桥电路，以加深对直流单电桥测量电阻原理的理解。

本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。

二、实验原理电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1MΩ的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。

1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。

图6.1.2-12、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有R x=R0，这时若把R0改变一个微小量△ R0，则电桥失去平衡，从而有电流I G流过检流计。

如果I G小到检流计觉察不出来，⨯ 那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到R x =R 0+△R 0，△R 0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△R x 。

引入电桥的灵敏度，定义为S=△n/(△R x /R x )式中的△R x 是在电桥平衡后R x 的微小改变量（实际上若是待测电阻R x 不能改变时，可通过改变标准电阻R 0的微小变化△R 0来测电桥灵敏度），△n 是由于△ R x 引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n 越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。

直流电桥测电阻实验报告一． 实验目的1. 了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；2. 单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；3. 了解数字电表的原理和线性化设计的方法二． 实验原理2.1 惠斯通电桥测电阻惠斯通电桥是最常用的直流电桥。

其中R 1，R 2和R 是已知阻值的标准电阻，他们和被测电阻R x 构成四个“臂”，对角B 和D 之间接有检流计G ，它像桥一样。

若调节R 使测流计中电流为0，则桥两端B 和D 点的电位相等，电桥达到平衡，这时可得：I 1R =I 2R x ，I 1R 1=I 2R 2两式相除可得：R x =R 2R 1R只要检流计足够灵敏，上式就能相当好地成立，R x 就能用三个标准电阻的值来求得，而与电源电压无关。

从而测量的准确度较高。

单电桥的实际电路如右图所示。

将R 2和R 1做成比值为C 的比率臂，则被测电阻为R x =CR其中C =R 2/R 1，共分7个档：0.001～1000，R 为测量臂，由4个十进位的电阻盘组成。

图中电阻单位为Ω。

2.2 铜丝的电阻温度系数任何物体的电阻都与温度有关。

多数金属的电阻随温度升高而增大，有如下关系式R t =R 0(1+αR t )式中R t ，R 0分别是t 、0℃时金属的电阻值；αR 是电阻温度系数，单位是（℃−1）。

严格地说，αR 一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜材料来说，在−50℃～100℃的范围内αR 的图1电桥原理简图图1电桥原理简图 图2 单电桥电路图变化很小，可当作常数，即R t与t呈线性关系。

于是αR=R t−R0 R0t利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。

例如铂电阻温度计不仅准确度高、稳定性好，而且从−263℃～1100℃都能使用。

铜电阻温度计在−50℃～100℃范围内因其线性性好，应用也较广泛。

2.3 组装数字温度计2.3.1 非平衡桥非平衡桥是指把单电桥中的检流计G去掉，通过测量其两端电压U t来测量电阻，与平衡桥相比，非平衡桥的优点是，可以在直接观测量与间接观测量之间建立函数关系，（而不是惠斯通电桥法里面，检流计仅仅作为“检验工具”），于是可以很方便快速地测得连续变化的电阻值。