下载文档原格式
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。
实验25 用惠斯通电桥测电阻实验目的1. 学习惠斯通电桥的基本原理。
3. 掌握误差分析的基本方法。
实验原理惠斯通电桥是一种常用的测量电阻的仪器，它可以实现比较测量，即将待测电阻和已知基准电阻相比较，从而得到待测电阻的阻值。
如图1所示，惠斯通电桥由四个电阻元件R1、R2、R3、R4组成。
在中间点C处接有一个测量仪器，比如说万用表。
其中R1和R2为已知电阻，它们的比值可以通过电阻箱或者万用电桥来调节，约为1:1。
R3是待测电阻，R4是由一个变阻器构成，其值可以通过旋转变阻器来调节，其比值与R1和R2相等。
如果比较电路正常工作，如果公共点C上的电压等于0，则有以下关系式：$${{R_3}\over{R_4}} = {{R_1}\over{R_2}}$$那么此时R3的电阻值就可以通过R1、R2、R4的已知电阻值来计算。
如果改变R4的值，比如说通过旋转变阻器，找到一个满足公共点电压为0的点，则可以测量出待测电阻的阻值，比值为：通过不断改变R4，找到多个满足公共点电压为0的点，记录下R4的值以及相应的万用表的测量值，就可以确定它们的关系。
实验步骤1. 按照图1连接电路，将电阻箱中的两个电阻值分别设为1kΩ和1.2kΩ。
2. 打开万用表，选取电阻测量档位。
将变阻器旋转到零点，注意不要用手触摸电路，避免影响测量。
调整电阻箱中的两个电阻值，使得公共点电压为零，记录下变阻器的阻值和万用表的电阻测量值，计算出电阻箱中两个电阻值的比值，与理论值进行比较。
实验数据处理1. 将数据整理成表格形式，包括变阻器阻值、测量电阻值、电阻箱中两个电阻比值的理论值以及计算出的理论值误差百分比。
2. 每组数据的误差百分比应该在3%以内。
3. 比较不同数据点之间的误差，找出可能的误差来源，并进行讨论。
实验注意事项1. 过程中不要用手触摸电路，避免影响测量。
2. 阻值调节时需要缓慢进行，使得电路稳定，避免出现电路故障。
3. 必须注意绝缘，以避免短路，影响测量结果。
实验九 用惠斯通电桥测电阻一、目的要求:1．掌握惠斯通电桥测电电阻的原理;2．学会正确使用箱式电桥测电阻的方法;3．了解提高电桥灵敏度的几种途径。
二、实验仪器和用具万用电表、滑线变阻器、电阻箱(3个)、检流计、直流毫伏表、直流电源、待测电阻(阻值差异较大的3个)、箱式电桥、导线等。
图6.1 仪器与用具总图图6.2 ZX38A/11型电阻箱的名牌与面板图1图6.3 TH2330 型直流毫伏表与数字万用表三、实验原理惠斯通电桥的原理如图 3.4所示，当电桥平衡时，有2x R R =4R R R =321 （3.1） R 2、R 3与R 4采用可变的标准电阻，调节R 2、R 3、R 4，使电桥平衡，即U b = U d （I g = 0）,可求出R x 的大小。
四、实验方案的设计1．参照图3.4用三个电阻箱和检流计（或直流毫伏表）组成一电桥；2. 先用万用表粗测R X 阻值；3. R E 取最大值，R 2 = R 3 = 500Ω。
R 4 = R X ；按下电键K E 和K G ,观察检流计指针偏转方向和大小,改变R 4再观察,根据观察的情况正确调整R 4。
直至检流计指针无偏转。
逐渐减小R G 及R E 值再调R 4。
其次,将R 2和R 3交换后再测(换臂测量)。
图3.4惠斯通电桥原理图 当R X 大于R 4的最大值时,则取R 2/R 3 = 10或100去测量,当测得的R 4的有效位数不足时,可以取R 2/R 3 = 0.1或0.01。
2．测量电桥的相对灵敏度3．（选作）参照下列要求进行探索并记录结果:(1) R G 和R E 取最小和最大时的差别。
(2) R 2、R 3取5000Ω或50Ω时的情况。
(3) 对调检流计和电源的位置时的情况。
4．使用箱式电桥测电阻箱式电桥的原理和使用方法见附录，主要阅读（4）、（5）两个内容。
用箱式电桥测量标称值相同的商品电阻的阻值，数量不少于15个，记录数据，求出其平均值及标准偏差，检查是否有废品。
