惠斯登电桥测电阻实验PPT演示文稿

实验2.5 用惠斯通电桥测电阻电桥电路在电磁测量技术中有着广泛的应用，可以测量电阻、电容、电感、频率、温度、压力等许多物理量，也广泛应用于自动控制中。

本实验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯通电桥），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（又称开尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω）则用专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。

【实验目的】1．掌握惠斯通电桥基本原理，了解桥式电路的特点。

2．掌握电桥的使用方法。

3．了解电桥灵敏度概念。

【实验器材】板式惠斯通电桥、直流稳压电源、检流计、滑线变阻器、待测电阻、电阻箱、双刀双掷开关和导线。

【实验原理】 1．电阻的测量直流单臂电桥的原理电路如图2-13所示。

它是由4个电阻0a b x R R R R 、、、连成一个四边形回路，这4个电阻称为电桥的4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，此支路一般称作“桥”。

桥上串联的检流计Ｇ是用来检测其间有无电流流过，即比较“桥”两端的电位高低。

适当地调节0R 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。

设流过电阻0a b x R R R R 、、、的电流分别是0a b x I I I I 、、、，则在电桥平衡时有：00a a b bx x I R I R I R I R == 且0a xb I I I I ==由上式整理可得：0x a b R R R R =或0a x b RR R R = （2-29）式（2-29）即为电桥的平衡条件。

令abR k R =，则0x R kR =可见电桥平衡时，由已知的a b R R 、（或者k ）和0R ，便可计算出x R 。

人们常把a b R R 、称图2-13 惠斯通电桥电路作比例臂，k 为比例臂的倍率；0R 称作比较臂；x R 称作待测臂。

实验5.6 用惠斯通电桥测量电阻1. 实验目的(1) 了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥的工作原理； (2) 掌握用滑线式惠斯通电桥测量电阻； (3) 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。

2. 实验仪器滑线式惠斯通电桥，QJ24型箱式直流单臂电桥，直流稳压电源，滑线变阻器(0～100Ω或0～200Ω)，ZX21型旋转式电阻箱，待测电阻三个，检流计。

3. 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5.6-l 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。

4. 仪器简介教学用惠斯通电桥一般有两种型式：滑线式和箱式。

实验五用惠斯登电桥测电阻实验目的1．掌握用惠斯登电桥测电阻的原理；2．学会用箱式电桥测电阻的方法；3．学会测量电桥灵敏度的方法，并了解提高电桥灵敏度的途径。

实验仪器电阻箱三只，直流电源，自组惠斯登电桥实验板，检流计等。

实验原理“电桥”是很重要的电磁学基本测量仪器之一。

它主要用来测量电阻器的阻值、线圈的电感量和电容器的电容及其损耗。

为了适应不同的测量目的，设计了多种不同功能的电桥。

最简单的是单臂电桥，即惠斯登电桥，用来精确测量中等阻值（几十欧姆至几十万欧姆）的电阻。

此外还有测量低阻值（几欧以下）的双臂电桥，即开耳文双电桥；测量线圈电感量的电感电桥；测量电容器电容量的电容电桥；还有既能测量电感又能测量电容及其损耗的交流电Array桥等。

尽管各种电桥测量的对象不同、构造各异，但基本原理和思想方法大致相同。

因此，学习掌握惠斯登电桥的原理不仅能为正确使用单臂电桥，而且也为分析其他电桥的原理和使用方法奠定了基础。

惠斯登电桥的原理如图5－1所示。

图图5－1惠斯登电桥原理图中ab、bc、cd和dc四条支路分别由电阻R1（R x）、R2、R3和R4组成，称为电桥的四条桥臂。

通常。

桥臂ab 接待测电阻R x，其余各臂都是可调节的标准电阻。

在bd两对角间连接检流计、开关和限流电阻R G 。

在ac 两对角间连接电池、开关和限流电阻R E 。

当接通电键K E 和K G 后，各支路中均有电流流通，检流计支路起了沟通abc 和adc 两条支路的作用，可直接比较bd 两点的电势，电桥之名由此而来。

适当调整各臂的电阻值，可以使流过检流计的电流为零，即I G ＝0。

这时称电桥达到了平衡。

平衡时b 、d 两点的电势相等。

根据分压器原理可知)15(212-+=R R R U U acbc)25(433-+=R R R U U acdc平衡时，433212R R R R R R U U dc bc ++=＝即 整理化简后得到)35(4321-x R R R R R ＝＝由（5－3）式可知：待测电阻R x 等于R 2／R 3与R 4的乘积。