电桥法测量电阻

电桥测电阻及PN结正向电压温度特性的研究电桥法是测量电阻的常用方法，利用桥式电路制成的各种电桥是用比较法进行测量的仪器。

电桥法实质上是将被测电阻与标准电阻进行比较来确定被测电阻值的。

电桥法具有测试灵敏、准确度一用电桥测电阻一、实验目的二、 仪器和用具ＱＪ２４型直流单臂电桥，固定电阻元件板，NKJ-B 型组合式热学实验仪，万用电表，导线等；三、实验原理电桥法测电阻是将待测电阻和标准电阻进行比较来确定其值的。

由于标准电阻本身误差非常小，惠斯通电桥的原理如图1所示。

图中的标准电阻Ra 、Rb 、R 及待测电阻Rx 构成四边形，每一边称作电桥的一个“臂”。

对角点Ａ、Ｃ与Ｂ、Ｄ分别接电源Ｅ支路和检流计Ｇ支路。

所谓“桥”就是指ＢＤ这条对角线而言，而检流计在这里的作用是将“桥”的两个端点Ｂ、Ｄ的电势直接进行比较。

当接通电桥电源开关Ｂ0和开关Ｇ2时，检流计中就有电流流过，但当调节4个桥臂电阻到适当值时，检流计中就无电流通过，这时称为“电桥平衡”。

于是，Ｂ、Ｄ两点的电势相等，亦即流过电阻Ra 和R 的电流一样，设电流为i 1 ；流过Rb 和Rx 的电流也一样，设为i 2 。

从而有如下关系式：AB AD U U = 即 b a R i R i 21= (1)BC DC U U =x R i R i 21= (2)将式（１）除以式（２）得xba R R R R = （3 式（３）就是电桥的平衡条件。

它说明电桥平衡时，电桥的4个桥臂成比例。

因此，待测电阻ＲxR R R R ab x *=式中Rb/Ra 称作比率。

这样，就把待测电阻的阻值用3个 标准电阻的阻值表示出来。

可见，电桥的平衡与通过电阻的电流大小无关。

图1 惠斯通电桥原理图CE2单臂电桥的测量误差单臂电桥在规定的使用条件下，如0.1级电桥，温度为20±5℃，相对湿度为40% ～70%，电源电压偏离额定值不大于10%，绝缘电阻符合要求等，电桥的允许基本误差为)10/(100lim N a b x R R R R aE ⋅+±= (5)式中a 为准确度等级指数，QJ24型电桥a=0.1，R N 为基准值，教学实验可简化取为5000。

电桥法测电阻【实验简介】直流电桥是一种精密的非电量测量仪器，有着广泛的应用。

它的基本原理是利用已知阻值的电阻，通过比例运算，求出一个或几个未知电阻的阻值。

直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥。

平衡电桥需要通过调节电桥平衡求得待测电阻阻值，如惠斯登电桥、开尔文电桥均是平衡式电桥。

平衡电桥可用来测定未知电阻，由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，比如：固定电阻的阻值。

而对变化电阻的测量有一定的困难。

如果采用直流非平衡电桥，则能对变化的电阻进行动态测量，直流非平衡电桥输出的非平衡电压能反映电阻的变化，在实际应用中许多被测物理量都与电阻有关，如力敏电阻、热敏电阻、光敏电阻，只要将这些特殊的电阻装在电桥的一个臂上，当某些被测量发生变化时，就引起电阻值变化，从而输出对应的非平衡电压，就能间接测出被测量的变化。

利用这种原理我们可制作电子天平、电子温度计、光通量计等。

因此，直流非平衡电桥与平衡电桥相比，有着更为广泛的应用。

【实验目的】（1）掌握直流单臂电桥（惠斯通电桥）测量电阻的基本原理和操作方法。

（2）了解非平衡电桥的组成和工作原理以及它在实际中的应用。

（3） 学会用外接电阻箱研究非平衡电桥的输出电压与应变电阻的关系，通过作图研究其线性规律。

（4） 学会加热装置的使用，通过非平衡电桥测定铜电阻的温度系数。

【实验仪器】FQJ-Ⅲ型直流非平衡电桥实验箱， FQJ 非平衡电桥加热实验装置，电阻箱，铜电阻，导线等。

【实验原理】1、单臂电桥（惠斯通电桥）：单臂电桥是平衡电桥，其原理如右图所示，图中R 1、R 2、R 3、R 4,构成一电桥，A 、C 两端供一恒定桥压Us ，B 、D 之间有一检流计G ，当电桥平衡时，G 无电流流过，B 、D 两点为等电位，则：DC BC U U =，41I I =，32I I =， 2211R I R I •=•，4433R I R I •=•于是有：3421R R R R =R 1，I 1BR 4=R X ，I 4CADR 3，I 3R 2，I 2U SG单臂电桥原理图如果Rx 为待测电阻，R 3，R 4为标准比较电阻，K= R 1／R 2称其为比率（一般惠斯登电桥的K 有0.001、0 01、0.1、1、10、100、1000等。

电桥法测电阻实验报告内容一、实验目的本实验的目的是通过电桥法测量电阻，熟悉电桥的基本原理和使用方法，并掌握测量电阻的技巧。

二、实验原理电桥是一种常用的测量电阻的仪器，其基本原理是根据电流分配的规律，通过调整电桥的各电阻值，使电桥平衡，从而测量所需的未知电阻值。

电桥的基本结构包括四个电阻，其中一个未知电阻，另外三个为已知电阻。

通过调节桥臂电阻的比例，使电桥平衡，即当两个对角线上的电位差接近于零时，电桥呈平衡状态。

当电桥平衡时，可以利用公式Rx = R1/R2 * R3 计算未知电阻的值。

三、实验仪器和材料1. 电桥实验箱2. 电阻盒3. 万用表4. 连接线四、实验步骤1. 搭建电桥电路，根据实验箱上的示意图连线。

将万用表接在电桥上的未知电阻测量接口上。

2. 打开电桥电源，调节电桥上的已知电阻的值，使得电桥处于平衡状态。

提示：可通过调节滑动变阻器的位置或旋转电阻开关来实现平衡。

3. 记录下各个已知电阻的数值，并将电阻盒中的未知电阻数值调至一个合适范围。

4. 调节未知电阻的值，使得电桥重新平衡。

5. 当电桥恢复平衡时，记录下此时已知电阻和未知电阻的数值，并计算未知电阻的实际值。

6. 重复上述实验步骤，进行多次测量，确保结果的准确性和可靠性。

7. 计算各次测量结果的平均值，并计算出测量结果的标准偏差。

五、实验结果分析根据实际实验测量结果，计算得到的未知电阻值应与预期理论值相近。

若存在差异，需要通过检查实验仪器是否正常工作、接线是否正确等方面进行排查。

在电桥法测量电阻时，如果电桥不能平衡，可能是由于以下原因造成：1. 未知电阻超出了电阻盒范围。

2. 电桥电源电压不稳定。

3. 连接线松动或接触不良。

4. 电阻盒内部损坏。

六、实验注意事项1. 实验中要保持仪器接线正确、接触良好，避免接线松动或烧坏仪器。

2. 注意电源电压的稳定性，避免对仪器产生影响。

3. 在调节电阻时要小心操作，避免损坏电阻盒。

4. 实验结束后，及时关闭电桥电源和放置仪器。

电阻的测量与电阻率的计算电阻是电学中重要的概念之一，它用于限制电流流动的能力。

而电阻率则是描述电阻特性的一个参数。

在本文中，我们将讨论电阻的测量方法以及如何计算电阻率。

一、电阻的测量方法1. 直流电桥法直流电桥法是一种常用的测量电阻的方法。

该方法基于通过比较电阻与已知电阻之间的电势差来确定未知电阻的值。

具体步骤如下：（1）将未知电阻与已知电阻分别接入一个电桥电路中，使电流通过两个电阻。

（2）调节电桥平衡，使电桥两边的电势差为零。

（3）根据已知电阻的值，可以通过电桥平衡条件推算出未知电阻的值。

2. 万用电表测量万用电表是广泛使用的测量电阻的工具。

在测量电阻时，需要将电阻与电表连接，并选择电阻量程，然后读取电表的示数。

万用表测量电阻的精度较高，操作简便，适用于大多数电阻的测量。

3. 四引线测量法四引线测量法是一种提高测量精度的方法。

该方法通过使用两对电线，一对用于传输电流，另一对用于测量电压，以消除电线电阻对测量结果的影响。

四引线测量法适用于低阻值的测量。

二、电阻率的计算电阻率是描述材料电阻特性的参数，它反映了单位长度内材料对电流的阻力。

电阻率的计算公式如下：ρ = R * (A / L)其中，ρ表示电阻率，R表示电阻值，A表示截面积，L表示长度。

在实际计算中，常常涉及到材料的形状不规则的情况。

下面是一些常见形状的电阻率计算方法：1. 线状材料对于具有线状形状的材料，如导线或线圈，可以通过测量电阻和长度来计算电阻率。

根据公式可以得知，电阻率与电阻值成正比，而与截面积和长度成反比。

2. 块状材料对于块状材料，可以通过测量电阻和尺寸来计算电阻率。

具体步骤如下：（1）测量材料的电阻值，并记录下来。

（2）测量材料的尺寸，包括宽度、长度和厚度。

（3）根据公式计算电阻率。

3. 复杂形状材料对于复杂形状的材料，可以将其分成几个简单的形状，并分别计算每个形状的电阻率。

然后根据形状的比例将计算结果加权平均，得到整个复杂形状的电阻率。

电桥法测电阻的操作方法电桥法是测量电阻值的一种常见方法，常用于电子学、物理学、化学以及工程领域。

其原理基于电流分布的均匀性，适用于各种电阻值的测量，具有高精度、高准确性等特点。

下面我们将就电桥法测电阻的操作方法进行详细介绍。

一. 原理介绍电桥法测量电阻的原理是基于电路中电流的分布均匀性。

这里以Wheatstone 电桥为例进行说明，在电路中四个电阻分别为R1、R2、R3和R4，当电路中分别加上电压U1、U2后电流I1、I2从而控制了电桥的平衡点。

如果两边电路的电势相等，那么测量电阻R的值即为公式(R1*R4)/(R2*R3)。

二. 电桥法测量电阻的操作步骤1.准备工作在测量电阻之前，应该检查各个继电器和校正器是否正常，并将所有旋钮旋至“0”位，以确保整个电路状态平衡。

此外，还应将测试用电阻和绞线电缆准备好，注意保证电阻或电缆无损坏。

2.组装电桥将绞线电缆连接到Wheatstone电桥上，然后在电桥的第一个接头处插入电阻测试子，这一步操作可能会给测量带来误差，因此需要谨慎操作。

3.调整电桥平衡状态电桥平衡是指在测试时电桥状态的平衡状态。

对于类比电路，需要调节电桥以使它平衡状态达到理想状态，以便测量电阻的准确性。

当电桥进入平衡状态时，压差读数为零，并且指示灯亮起。

4.记录电阻值在Wheatstone电桥平衡状态下，通过U-A标头进行电阻测量，同时读取电桥位的读数，这个数值即为要测量电阻的值。

5.反复测试在记录单次测量结果后，应该反复进行多次测试，以确保测试结果的准确性。

这也意味着我们需要根据实际需求对测试次数进行控制，充分利用反复测试的优势，提高测试结果的准确性。

6.计算平均值将多次测试的结果进行比较，计算平均值来得出更准确的电阻值。

多次测试的结果越接近，计算得到的平均值就越准确。

三. 注意事项电桥法测电阻以其高精度、高准确性的特点深得大家的认可，但在操作过程中仍需注意以下几点：1.测量环境要稳定电桥法需要在相对稳定的环境条件下进行测量，避免温度、湿度、振动等因素的干扰。

实验十八 电桥法测电阻电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器，被广泛用来精确测量许多电学量和非电量。

在自动控制测量中也是常用的仪器之一。

电桥按其用途可分为平衡电桥和非平衡电桥；按其使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥;按其结构可分为单臂电桥和双臂电桥。

本实验介绍的是直流电桥测量电阻。

电阻按阻值的大小大致可分为三类：待测电阻值在１ＭΩ以上的为高阻；在1Ω至1M Ω之间时称为中值电阻，可用单臂（惠斯登）电桥测；阻值在1Ω以下的为低值电阻，则必须使用双臂电桥（又称开尔文电桥）来进行测量。

一 实 验 目 的（1）掌握直流电桥测电阻的原理和方法。

（2）学习并掌握双臂电桥测低值电阻的方法。

二 实 验 原 理用伏安法测电阻时，由于电表精度的制约和电表内阻的影响，测量结果准确度较低。

于是人们设计了电桥，它是通过平衡比较的测量方法，而表征电桥是否平衡，用的是检流计示零法。

只要检流计的灵敏度足够高，其示零误差即可忽略。

用电桥测电阻的误差主要来自于比较，而比较是在待测电阻和标准电阻间进行的，标准电阻越准确，电桥法测电阻的精度就越高。

1．单臂（惠斯登）电桥的工作原理 单臂电桥线路如图1所示，被测电阻R X (即图中 R 3)与三个已知电阻R 1、R 2、R N 、连成电桥的四个臂。

四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个对角线上接电源E ，称为电桥的电源对角线。

电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。

当B 、D 两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流0=g I ，检流计指针指零，这时电桥处于平衡状态。

此时 D B V V = 于是21R RR R NX = 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为：N X R R RR 21= （1）电阻21R R为电桥的比率臂，称为倍率k ，N R 为比较臂。

以QJ-23型箱式电桥为例，它构造精细，测量范围大(1～610Ω),精确度高(在10～Ω510范围内精确度为%2.0±)，QJ-23型惠斯登电桥面板外形如图2：1-待测电阻XR 接线柱； 2-检流计按钮开关G ； 3-电源按钮开关B ； 4-检流计； 5-检流计调零旋钮；6-左侧3个接线柱是检流计连接端，当连接片接通“外接”时，内附检流计被接入桥路，当连接片连通“内接”时，检流计被短路； 7-外接电源接线柱，箱内为3节2号干电池，约4.5V ，使用时应注意外接电源接线柱是否应短路； 8-比率臂，即上述电桥电路中21R R 的比值，直接刻在转盘上； 9-比较臂，即上述电桥电路中电阻箱N R (本处为四个转盘)。

电桥测电阻电桥是一种用于测量电阻器的电路装置，它是由四个电阻器或者电子元器件构成的一个平衡电桥电路。

电桥的基本原理是，通过调整电桥中的两个电阻值使得电桥两端电势差为零，从而达到测量电阻器的目的。

电桥是电学实验中最为基本和实用的仪器之一，其应用范围非常广泛，被广泛应用于工业、科研和教学等各个领域。

接下来我们将详细介绍电桥测量电阻的原理和方法。

一.电桥的基本原理电桥测量电阻的基本原理是通过调整电桥中的电阻器值使得电桥两端电势差为零的方法来确定未知电阻器的值。

具体来说，当电桥平衡时，两个对角线的电势差为零，即：U1/U2=R1/R2=R3/RX其中，R1、R2、R3分别是电桥的三个固定电阻，RX为未知电阻，U1、U2为电桥对角线上的电势差。

因此，通过测量U1、U2和R1、R2、R3的值，我们就可以计算出未知电阻器的值。

二.电桥测阻的方法1. 比例法比例法是电桥测阻中最基本的方法之一，其原理是根据两个电阻成比例关系的条件，调整电桥中的电阻大小直至达到平衡状态。

这种方法通常适用于阻值较大的电阻器的测量。

2. 片式及卡片测量法片式及卡片测量法是一种将待测电阻器分成多个已知电阻比较之后得到误差电阻的测量法。

这种方法通常适用于对较小的、精度要求较高的电阻器的测量。

3. 取对数法取对数法是电桥测量电阻的一种重要方法。

其原理是将待测电阻器与已知电阻器串联，然后在测量电压比值的基础上推算出电阻值。

由于电桥测量电阻的精度与电阻的比值成正比关系，因此将电阻的大小转化为对数关系，可以大大提高测量精度和准确性。

三.注意事项1. 电桥电路应保持平衡，充分发挥电桥的测量精度和准确性。

2. 在选择电阻器的时候，应根据被测电阻的阻值大小和精度要求进行选型。

3. 在测量过程中，应确保电桥的连接与加电顺序正确，以免对测量结果产生影响。

4. 在使用电桥测量电阻的过程中，所有电阻、电缆等接触处应保证良好的接触，以免造成误差。

总之，电桥测量电阻是电学实验中最为基本和实用的仪器之一。