实验报告 双臂电桥测低电压
电阻值按其大小可分为高、中和低三种阻值，100kΩ以上称为高电阻，中电阻得范围约在1Ω-100kΩ，1Ω以下的电阻称为低电阻。
不同的电阻，测量方法的不同。惠斯通电桥用来测量中值电阻时，可以忽略接触电阻及连接导线的电阻（称为附加电阻，约为10-4~10-2𝛺）带来的影响。但是，在测量1Ω以下的低电阻时就不行了，例如：测量电阻值为0.01Ω的电阻时，若接触电阻为0.01Ω左右时，其百分比误差为0.010.01=100%，这就无法得出测量的结果。根据惠斯通电桥原理改进的双臂电桥（又称为开尔文电桥）利用补偿法修正系统的误差，能够较高地消除附加电路带来的影响，适合于测量10-5~10-2𝛺范围内的电阻。
关键词：电阻；惠斯通电桥；双臂电桥
一、实验目的
1．了解双臂电桥测电阻的原理和方法；
2．用双臂电桥测导体的电阻率ρ 和电阻温度系数α。
二、实验原理
如图7-5-1所示是惠斯通电桥测电阻原理的线路图，如果待测电阻RX是低电阻，RS也应该是低电阻，R1和R2可以用高电阻。虽然，连接R1和R2的四根导线的电阻和接触电阻相对于高电阻R1和R2可以忽略。但是，连接待测电阻RX和低电阻RS导线的电阻和接触电阻相对于低电阻RX和低电阻RS来说，对测量的结果的影响就不可以忽略。所以，惠斯通电桥不能测低测电阻，要测低电阻就必须改进。
为了消除上述接触电阻的影响，首先研究用伏安法测金属棒电阻R的情况，如图7-5-2(a)所示。途中电流I在A处分为I1和I2两分支电流，考虑接线的电阻和接触电阻：I1流经A点处电流表和金属棒间的接触电阻r1再流入R;I2流经A点处电压表和金属棒间的接触电阻r3再流入电压表。同理可知，当I1和I2汇合到B点时，必须流过r4和r2。因此，可以把r1和r2看作与R串联。而把r3和r4看作与电压表串联，它们的等效电路如图7-5-2（b）所示。如此说来，电压表上的指示值包括了r1、r2和R上的电压。由于R很小，r1、r2和R相比具有相同的数量级，甚
双臂电桥测量低电阻
【实验目的】
1.了解双臂电桥测低电阻的原理和方法.
2.了解附加电阻对低电阻测量的影响及消除方法.
【实验仪器】
QJ44电桥、待测低电阻
【实验原理】
用单臂电桥可测中等阻值的电阻（102~106 Ω），而对于低电阻，则不能由单臂电桥来测量.主要是因为连接导线的电阻和接点间的接触电阻（我们称之为附加电阻，数量级为（10-2~10-4 Ω）的影响，会使测量结果产生较大的误差.为了减小误差，我们采用双臂电桥（亦称开尔文电桥）来测量低电阻.
1. 附加电阻对低电阻测量的影响和四端连接线法
我们先用毫伏计测量金属棒P1P2间的电压来说明.如图1所示，电流在接头P1处分为I1和I2，I1经电源和金属棒间的接触电阻r1方能进入被测电阻Rx，在通过Rx后，又要经过接触点P2处的电阻r2，方能回到电源电路.而I2在P1处经电流和毫伏计的接触电阻r3（r3还包括连接毫伏计导线的电阻）才进入毫伏计，并通过P2处的接触电阻r4（r4也包括接线电阻）返回电源电路.据此分析可将图1电路等效为图2.由于毫伏计的内阻很大，通过的电流I2很小，所以附加电阻r3，r4对Rx两端电压测量的影响可以忽略不计.毫伏计的示值为r1，Rx，r2三个串联电阻压降之和，而Rx是低电阻，所以r1，r2的影响自然不能忽略，因此这样测出的电压与Rx两端相差较大，产生了明显的系统误差.
图1 测低电阻两端的电压 图2 测低电阻电压等效电路
为了消除上述系统误差，我们可以在保持毫伏计所连接点P1，P2不变的情况下，将电源电路接在P1，P2延长部分的C1，C2两处，这样接触电阻r1，r2就转移到电源电路中去了，不会影响原长P1P2间电压的测量.其接线情况及等效电路见图3和图4.
这种把引入电流的接头放在测量电压接头外侧的接线方法叫四端接线法.四端接线法是消除接线电阻和接触电阻对低电阻测量影响的有效方法，并且规定用C1，C2表示处于外测的电流接头，用P1，P2表示处于被侧位置的电压接头.标准电阻就是采用了这种接线方法，所以在标准电阻上安装了四个接线柱，较大的一对为电流接线端，而较小的一对为电压接线端.对采用四端接线法的电阻，我们往往称之为四端电阻.
双臂电桥测低电阻实验报告
实验目的：
1.学习使用双臂电桥测量低电阻的原理和方法；
2.掌握双臂电桥的使用技巧；
3.观察和分析实验中的测量误差。
实验器材：
1.双臂电桥仪器；
2.四个电阻箱，供选择不同阻值的电阻；
3.直流电源；
4.万用表。
实验原理：
双臂电桥是一种测量电阻的仪器，其测量原理基于电桥平衡条件。电桥平衡的条件是：当电桥中的两支臂上的电阻满足一定的关系时，电桥中不会有电流通过，电路处于平衡状态。
电桥常见的平衡条件有三种：
1.阻抗平衡：$Z_1*Z_4=Z_2*Z_3$；
2.电势平衡：$R_1*R_4=R_2*R_3$；
3.一臂电阻平衡。
实验步骤： 1.将双臂电桥仪器接通电源，调整电源电压适中，使测量结果较为准确。
2.选取一个合适的电阻值作为初选测量值，将其接入电桥的一个支路中。
3.在另一个支路中，选取一个适当的电阻值作为待测对象，将其接入电桥同一位置。
4.通过调整电阻箱的电阻值，使得电桥达到平衡状态。
5.记录此时电桥平衡所使用的电阻箱的阻值。
6.重复步骤3-5，使用不同的待测电阻值进行测量。
7.对于每次测量，使用万用表测量电桥中的电位差，以便后续数据处理。
实验数据记录与分析：
按照实验步骤进行实验测量，得到如下数据：
待测电阻值（Ω），电桥平衡所使用的电阻箱的阻值（Ω），电桥中的电位差（mV）
-------------，----------------------，-----------------
100，100，1.5
200，200，3.2
300，300，4.8
400，400，6.6 500，500，8.0
根据测量结果，我们可以计算出测得的待测电阻值。假设待测电阻为$x$，电桥平衡所使用的电阻箱阻值为$R$，电桥中的电位差为$V$，则根据电桥平衡条件$R*x=100*100$，可得：
待测电阻值（Ω），实际电阻值（Ω）
-------------，------------
物理实验原始数据记录
专业班级 实验日期
学号姓名 实验台号
表1 铜棒直径的测量
仪器： 螺旋测微器 螺旋测微器= 0.004 mm
测量序号 铜棒直径d/mm
1 5.325
2 5.331
3 5.343
表2 铜棒电阻的测量
仪器： 双臂电桥 准确度等级 a= 0.02 ,铜棒的测量长度 40 cm
测量序号 1 2 3
向左（） 277.47 277.28 278.64
向右（） 276.42 278.62 277.52
大学物理实验报告
实验名称 双臂电桥测低值电阻 实验名称： 双桥电阻测低值电阻 实验时间：2020.07.16
小组成员：张振勇 实验地点：
实验目的：
1、学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。
2、学习用双臂电桥测量低电阻，并以此计算金属材料的电阻率。
仪器、设备和材料：
QJ36型双臂电桥（0.02级）、JWY型直流稳压电源 （5A15V）、电流表（5A）、RP电阻、双刀双掷换向开关、0.001标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001)连接线、低电阻测试架（待测铜一根）、直流复射式检流计（AC15/4或6型）、千分尺、导线等
实验原理：
我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻Rx，电路图如图 1 所示，
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图 2 所示。
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ Ri1+Ri2）。当待测电阻Rx小于1时，就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
