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。

惠更斯电桥法测电阻实验报告实验名称：惠更斯电桥法测电阻实验目的：通过惠更斯电桥法测量电阻，了解电桥的原理和应用，掌握电阻的测量方法。

实验器材：卡规、万用表、惠更斯电桥、待测电阻、电源、电线。

实验原理：惠更斯电桥是利用电流经过不同电阻的通路时电压的变化来测量电阻值的一种方法。

当满足以下条件时，电桥平衡： R1/R2 = R3/R4 其中，R1、R2为已知电阻，R3为待测电阻，R4为可调电阻。

在电桥平衡时，两侧电位相同，电流不会通过待测电阻，故电桥中没有电流流经。

实验步骤： 1. 将电桥的四个电阻器分别接在电桥的四个角上。

2. 用卡规测量已知电阻R1和R2的值，并接到电桥的左侧。

3. 用万用表测量可变电阻R4的值，并接到电桥的右侧。

4. 将待测电阻R3接到电桥的中间。

5. 打开电源，逐渐调整可变电阻R4，使电桥平衡。

6. 用万用表测量可变电阻R4的值，即为待测电阻R3的电阻值。

实验注意事项： 1. 在接通电源前，要先将所有电线连接好，并确认没有接错位置。

2. 在调整电桥平衡时，要逐渐调整，不能过快或过慢。

3. 调整电桥平衡时，要注意保持电桥的四个角的接触良好。

4. 电源电压不应过大，以免引起电阻器过热或其他安全事故。

实验结果：根据实际测量，待测电阻R3的电阻值为xΩ。

实验分析：惠更斯电桥法是一种测量电阻的精确方法，利用电桥实现了将待测电阻与已知电阻相等的条件，从而测量待测电阻的电阻值。

在实验中，我们通过电桥的平衡点来判断电阻值是否正确，可靠性高，精度高，并且测量的结果相对准确。

值得一提的是，在实验中还要注意合理使用万用表并防止短路等问题，以免影响实验结果。

实验结论：通过惠更斯电桥法测量得到待测电阻R3的电阻值为xΩ，实验结果较为精确，符合预期。

同时，我们通过本次实验深入了解了惠更斯电桥法的原理和应用，掌握了一种测量电阻的有效方法。

电学实验--测电阻的几个实验方法总结测电阻是电学实验中的一项基础实验，用于测量导线、电器元件等的阻抗。

电阻的测量可以通过多种方法进行，常见的有电桥法、万用表法、伏安法和数码万用表法等。

本文将对这几种测电阻的实验方法进行总结。

第一种方法是电桥法。

电桥法是一种传统的测量电阻的方法。

它利用了两个串联的电桥电路进行测量，其中一个电桥电路中的电阻为待测电阻。

通过调节另一个电桥电路中的电阻以使整个电桥平衡，即通过观察电流表的指示是否为零来确定待测电阻的阻值。

电桥法的优点是测量精度高，适合测量较小的电阻值，缺点是操作相对繁琐，需要仔细调节电桥电路以实现平衡。

第二种方法是万用表法。

万用表是一种多功能的测量仪器，它可以测量电阻、电压、电流等。

使用万用表测电阻比较简单方便，只需要将待测电阻与万用表的探头连接起来，然后读取万用表的显示即可得到电阻值。

万用表法的优点是操作简便，测量速度快，适用于快速测量电阻值，缺点是精度相对较低。

第三种方法是伏安法。

伏安法是一种基于欧姆定律进行电阻测量的方法。

欧姆定律指出电流与对应电压之比等于电阻，即I = V/R。

根据这个定律，我们可以通过测量电压和电流来计算出电阻值。

伏安法的实验步骤是首先通过电源提供电流，然后使用电压表测量待测电阻两端的电压，再使用电流表测量通过待测电阻的电流。

最后根据欧姆定律计算出电阻值。

伏安法的优点是精度较高，适合测量较大的电阻值，缺点是需要有电流源和电压表、电流表等额外的仪器。

第四种方法是数码万用表法。

数码万用表是一种数字化的测量仪器，它具有精度高、测量范围广等优点。

使用数码万用表测电阻只需要将待测电阻与数码万用表的探头连接，然后读取数码显示屏上的数值即可得到电阻值。

数码万用表法的优点是操作简便，测量速度快，精度相对较高，适用于快速测量各种范围的电阻值。

不过需要注意的是，选择合适的测量档位是关键，过小的档位会导致溢出，过大的档位会影响测量精度。

总结来说，测量电阻的实验方法有电桥法、万用表法、伏安法和数码万用表法等。

电桥测量电阻的方法电桥是一种常用的电学实验仪器，也是测量电阻的重要工具。

它的工作原理是利用同一电路中电流相等的原理，将待测电阻与已知电阻相比较，根据比较结果计算待测电阻的值。

电桥测量电阻的方法比较简单、准确，适用范围广泛，可以用于研究电学基础知识、测量物质的电阻、探究材料的电性质等方面。

电桥测量电阻的基本原理是基于“电路中电流相等”的原理。

电桥是由四个电阻组成的电路，其中两个电阻已知，两个电阻待测。

按照基尔霍夫电流定律，每条电路中的电流总和为零，即：I1 + I2 = I3 + I4由此可得，如果I1和I2的大小相等，电桥则保持平衡。

平衡时电桥四个电阻的电压分别相等，即：对于不平衡状态，可以通过调整待测电阻的值来使电桥恢复平衡。

根据电桥电路原理和电阻公式可以推导出待测电阻的值：R = R2*(R1 + R3)/R4R1、R2、R3、R4是电桥电路的四个电阻，R2是待测电阻，R是待测电阻的测量值。

1、电桥电路的搭建搭建电桥电路的前提是将电桥四个电阻选定，R1和R3一般选用已知的标准电阻值。

为了保证电桥测量的准确性，应该尽量挑选电阻值大、稳定性好的电阻。

搭建电桥电路的时候，应按照电桥电路图连接电路，注意将各个部件连好并保证电路完整。

如果电路中每个电阻都已经连接好，可以通过改变待测电阻的值来调整电桥的平衡状态。

调整电桥电路的方法是通过调整待测电阻的阻值来实现平衡状态。

调整的过程通常分为两个步骤：（1）将电源的电流调整到适当的大小。

（2）改变待测电阻的阻值，直到电桥达到平衡状态。

在调整电阻阻值的时候，可以通过旋转电位器或插入调节电阻等方式来改变待测电阻的阻值。

3、测量电桥电路的平衡电压当电桥电路平衡时，可以使用万用表等测试工具来检测电桥电路各个部分的电压值。

应该记录下各个电路部分的电压值，并计算出平衡电桥电路的总电压和电流值。

4、测量待测电阻的阻值当电桥电路平衡时，可以根据电桥原理推导待测电阻的阻值。

具体计算公式已经在前面介绍过。

试验十二用电桥法测电阻［试验目标］1.研讨直流惠斯登电桥的均衡前提.2.学会用直流电桥的均衡法测电阻.3.控制用换位测量法减小体系误差的办法.4.控制板式和箱式惠斯登电桥的应用办法.5.懂得箱式双臂电桥（开尔文电桥）测低电阻的办法.［试验道理］1.惠斯登电桥测电阻惠斯登电桥是一种周详测量电阻的经常应用仪器.以往我们所知道的用伏-安法测电阻.用万用表(欧姆表)测电阻都只是一种粗略测量电阻阻值的办法,其相对误差一般都在百分之几以上.原因是在上述这些测量中电表本身的非幻想化,(所谓电表的幻想化是指：电压表内阻应无限大,电流表内阻应等于0.)就会给测量带来附加的误差.为了减小这种因为电表非幻想化所带来的测量误差,惠斯登就专门设计了一种用于测量电阻的电路──惠斯登电桥.在这个电路中,只要想办法使电流表(检流计)两头电势相等,则经由过程电表的电流就可认为零.这种情形就称为“电桥均衡”.依据电桥均衡所需知足的关系,我们就可准确地测量电阻了.(1)惠斯登电桥的测量道理如下当1R .2R .3R .4R 电阻和检流计等连成如图4-12-1所示电路后,若A 点比B 点具有较高电势时,就会有电流从A 点向B 点偏向流淌.而从A 点向B 点偏向的电流在1R .3R 两电阻上分为两支,然后经由过程2R 和4R 又使电流汇于一点.这时假定C.D 两点电势正好相等.经由过程检流计G 的电流正好为零,设经由过程ACB 路的电流为1I ,经由过程ADB 路的电流为2I ,则应有关系：⎩⎨⎧==42213211R I R I R I R I (4-12-1) 将式(4-12-1)高低相除,得：4321R R R R = (4-12-2)式(4-12-2)暗示电桥均衡时,图4-12-1中上边左.右两电阻的阻值与下边左.右两电阻的阻值对应成比例.这就是电桥均衡(即C.D 间电势相等.CD 间电流为零)的充分须要前提.依据式(4-12-2)的关系,若已知电桥4个电阻个中的随意率性3个电阻的阻值,则第4个电阻就很轻易算出来了.在本试验中,我们应用的板式惠斯登电桥的结构如图4-12-2所示：图中有斜线部分是宽金属片(电阻可疏忽不计),D 点为滑动电键,其触点将从A 到B 的电阻丝分为3L 和4L 两段.因电阻丝的电阻根本上和长度成正比,所以3L 和4L 可代表图4-12-1中的3R 和4R .2R 是一只尺度电阻箱,阻值可随意率性调节.(精度可达0.1级),x R 为待测电阻.依据电桥均衡关系,有243R R R R x =(4-12-3) 若拔取3L / 4L =1,则：x R = 2R (可以证实这时电桥的测量敏锐度最高.)(2)换位测量法的道理上述介绍的板式惠斯登电桥的测量道理,是依据幻想情形给出的,即认为电阻丝的阻值是平均的.但现实上因为电阻丝在机械加工的进程中不成能做到使阻值很平均,所以就不克不及包管4343//R R L L =,即使D 点选择在电阻丝的中点,也不克不及包管3L 和4L 的阻值相等.为了修改这种因为电阻丝阻值不平均造成的体系误差,我们可以采纳换位测量法来减小这种误差.见图4-12-2,假定开端时,当3L / 4L 的比值肯定在某一个值今后,保持不变,经由过程调剂2R 的值使电桥达到均衡,这时应有关系式：243R L L R X = (4-12-4)保持D 点地位不变(即3L 和4L 不变),将待测电阻X R 与电阻箱交流地位,从新调剂电阻箱使电桥达到新的均衡,这时电阻箱阻值设为2'R ,则应有关系'234R L L R x = (4-12-5)将式(4-12-4)和式(4-12-5)相乘,消去3L 和4L ,最后得到：'22R R R x ⋅= (4-12-6)从式(4-12-6)可看出,经由过程换位测量法求出的x R 的值仅仅与2R 和2'R 有关,与D 点地位(即3L 和4L 的长度)无关.如许就减小了因为电阻丝阻值不平均可能带来的体系误差.('22R R ⋅称为2R 和2'R 的几何平均值.)在本次试验中,我们还要学会应用箱式惠登电桥.这是一种便携式的电桥.在现实工作中应用异常普遍.其将电源.开关.尺度电阻箱.比例臂.检流计等都分散组合在一只箱子里.基起源基础理和板式惠斯登电桥一样,只是增长了比例臂(用以调剂测量的规模)和外接敏锐检流计.外接电源的接线柱等.是以应用起来十分便利灵巧.(具体的应用办法可见第三章第五节后的附录)2．开尔文电桥测低电阻用上述的惠斯登电桥只能测中阻值的电阻.在测中阻值(数十欧～数十千欧)时,对于导线本身的电阻和接点处的接触电阻(总称为附加电阻)的影响可以疏忽不计,但在测低电阻(数欧以下)时,则附加电阻的影响就不克不及疏忽了.为此,测低电阻时必须用开尔文电桥来测量.(具体道理可见第三章第五节的有关内容).用开尔文电桥来测低电阻时,可以把附加电阻归结到电源和检流计的“内阻”里去,使其不合错误测量成果造成影响.而奇妙设计的箱式开尔文电桥(双臂电桥),其应用办法也与箱式惠斯登桥同样便利.［试验仪器］稳压电源(带开关).ZX21型扭转式电阻箱.检流计.板式惠斯登电桥.QJ23a型箱式惠斯登电桥(直流单臂电桥).直流箱式双臂电桥.待测电阻2只,导线等.［试验步调］1．用板式惠斯登电桥测中阻值电阻：（1）按图4-12-2将电路接好.(先任选一只待测电阻R)x （2）将稳压电源电压先调至3V阁下.（3）把滑动电键D移到中心邻近任一地位,并把电阻箱R的2阻值调至与R的标称值邻近.x（4）按下滑动电键D,不雅察检流计的偏转偏向,恰当调剂电阻R的阻值,直到使其阻值增减10欧姆时,检流计的指针向2阁下不合偏向偏转为止,此时R的粗调就算完成.2（5）进步稳压电源的电压到5V阁下.(进步测量敏锐度)（6）再次按电键D,调剂电阻箱R值的1欧姆和0.1欧姆档,2使得不管电键D按下或摊开时,检流计的指针都不产生任何渺小的偏转或摆动,达到“纹丝不动”的程度.至此,电桥就算调均衡了,记下R的值.2（7）保持D点地位不变,将本来的R和2R交流地位.x（8）反复2～6的步调,记下电阻箱的阻值'R.2（9）重换一只待测电阻R,测量步调同（1）～（8）.x2．用箱式惠斯登电桥测待测电阻R：x（1）试验前卖力读第三章第五节附录中QJ23a型直流电桥的应用解释书.（2）将一只待测电阻接在箱式电桥的R地位上,调剂量程倍x率变换器的地位和测量盘的旋钮,使仪器上的读数与待测电阻的阻值邻近.（3）先后按下“B”和“G”接钮,不雅察检流计(指零仪)指针的偏转情形.若指针向“+”偏向偏转,暗示待测电阻大于估量值,应将测量盘数值调大,反之则调小.慢慢将测量盘由大到小.由粗到细调节,直到使指针不产生偏转为止.（4）当指针指到零位后,电桥即均衡,这时待测电阻的阻值=测量盘数值之和×倍率,记下这一数值.（5）用同样办法再测另一个待测电阻.3．用箱式双臂电桥测低电阻和铜导体的电阻率：（1）依据试验室供给的一段铜导线,将其1P .2P .1C .2C 四个端点与箱式双臂电桥上对应的接点衔接坚固,然后测出其阻值.(测量的操纵步调请细心浏览仪器盖上的划定并按此进行.)（2）用螺旋测微器测量铜导线的直径d ,在不合地方测5次求平均,并盘算d 的尺度误差)(d S 和d 的合成不肯定度)(d u C ;用米尺测量铜导线的长度l ,并盘算l 的合成不肯定度)(l u C ;依据电阻测量仪器的仪器误差限估算电阻的测量不肯定度)(R u .（3）由导体电阻与电阻率的公式：241d lSl R πρρ== (4-12-7) 可得Rl S R ==ρld 42π (4-12-8)将前面测得的R .d .l 的值代入,盘算铜导体的电阻率. 4.按不肯定度传递公式： 求出ρ值的相对不肯定度. ［留意事项］1.用板式惠斯登电桥测电阻时,电桥两头的电源电压最高不克不及超出6V,不然电阻丝会发烧冒烟.并破坏.2.用箱式电桥测电阻时,最好要先按下“B ”按键,后按下“G ”按键,然后先摊开“G ”后摊开“B ”.“B ”按键和“G ”按键不克不及长时光按住或锁住,不然箱内电池损耗太大.测量停止后,必定要细心检讨“B ”按键是否摊开了.3.用板式电桥测电阻时,盘算电阻阻值时要留意有用数字运算的规矩.4.用双臂电桥测低电阻时,因为经由过程电流较大,在测量进程中通电时光应尽量短暂. ［试验数据处理］表4-12-1 用惠斯登电桥测中阻值电阻表4-12-2 用箱式开尔文电桥测低电阻和铜导体的电阻率==ld R42πρ （代入数据） =_______________ m ⋅Ω==)()(d S d u A ___________ mm ;=)(d u B mm 3004.03=∆仪=__________mm ;)()()(22d u d u d u B A C +== （代入数据）=________________ mm==)()(l S l u A ______________mm ;=)(l u B ==∆mm 35.03仪__________mm ;)()()(22l u l u l u B A C +== （代入数据）=________________ mm=)(R u （代入数据） =_______________Ωρ的相对不肯定度: 222)()()()(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d u l l u R R u u E C C C r ρρ=________________ ％［思虑题］1.为何用板式惠斯登电桥测电阻时,D 点选择在电阻丝中心地位测量精度较高?既然用换位测量法测出的电阻值与D 点地位无关,为何还请求将D 点选择在中心地位?试解释其来由.(提醒：......)C .D 用导线直接衔接起来,这时因导线的压降为零,问此时桥歧路C .D 间电流是否必定为零?电桥是否必定处于均衡状况?试解释.3.一向流惠斯登电桥已均衡,今将其电源的两头改接桥歧路(检流器),而本来接桥歧路(检流器)的地位改接电源,问此时电桥是否仍为均衡?试证实之.。

实验十电桥法测电阻电桥是一种精细的电学丈量仪器，可用来丈量电阻、电容、电感等电学量，并能经过这些量的丈量测出某些非电学量，如温度、真空度和压力等，被宽泛应用在工业生产的自动控制方面。

【实验目的】⒈ 掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和特色。

⒉学会 QJ19型两用直流电桥的使用。

⒊ 认识双臂电桥测低电阻的原理和特色。

【实验原理】直流电桥主要分单臂电桥和双臂电桥。

单臂电桥又称惠斯登电桥，一般用来丈量102～106-5-2范围的电阻。

实验所用的的电阻。

双臂电桥又称开尔文电桥，可用来丈量10 ～10QJ19型电桥是单、双臂两用直流电桥。

⒈ 惠斯登单臂电桥的工作原理惠斯登电桥的原理电路如图 3-10-1所示，四个电阻 R1、 R2、 R3、和 R x称为电桥的四个臂，构成一个四边形 ABCD ，对角 D 和 B 之间接检流计 G 构成“桥”，用以比较“桥”两头的电位，当D和B两点的电位相等时，检流计 G 指零，电桥达到了均衡状态。

此时有I 1R1I 2 R2， I x R x I 3 R3因为 I1I x， I 3I 2所以可得图 3-10-1惠斯登电桥的原理电路图R X R1R3（3-10-1 ）R2（ 3-10-1 ）式为惠斯登电桥的均衡条件，依据R1、R2和R3的大小，能够计算出待测电阻R x的阻值，一般称R1、 R2为比率臂， R3为比较臂。

⒉ 开尔文双臂电桥的工作原理在惠斯登电桥电路中，存在着接触电阻和接线电阻，这对低电阻的丈量将带来很大的偏差。

特别是当待测电阻的阻值与接触电阻同数目级时，丈量便无法进行。

在此情况下，为了获取正确的丈量结果，一定采纳开尔文双臂电桥进行丈量。

开尔文双臂电桥的电路构造如图 3-10-2 所示，R x为待测电阻，R S为低值标准电阻， R1、 R2、 R内和 R外均图 3-10-2双臂电桥的电路构造图为阻值较大的电阻， Y 表示联接R x和R S的接线电阻（此中包含这一接线与R x和 R S的接触电阻）它与R x， R S同数目级，是引起丈量偏差的重要要素，一定想法除去它的影响。

平衡法和电桥法测量电阻平衡法测量电阻：1.平衡法的原理：通过调整电阻网络中的可变电阻，使得电路中的两个电压或电流达到预定的比例关系，从而实现电阻的测量。

2.平衡法的步骤：a.搭建电阻测量电路，包括被测电阻、电压表、电流表等元件。

b.调整可变电阻，直到电路中的两个电压或电流达到预定比例。

c.根据电压或电流的比例关系，计算出被测电阻的阻值。

电桥法测量电阻：1.电桥法的原理：利用电桥电路的平衡条件，通过调整电桥中的可变电阻，使得电桥两侧的电压差为零，从而实现电阻的测量。

2.电桥法的步骤：a.搭建电桥电路，包括被测电阻、已知电阻、电压表、电流表等元件。

b.调整可变电阻，直到电桥两侧的电压差为零。

c.根据电桥电路的平衡条件，计算出被测电阻的阻值。

3.在使用平衡法测量电阻时，要注意电路中各个元件的连接顺序和极性，确保测量结果的准确性。

4.在使用电桥法测量电阻时，要注意电桥电路的搭建和调整，避免电桥电路中出现短路或断路现象。

5.在测量过程中，要尽量减小电路中的噪声和干扰，保证测量结果的准确性。

6.根据不同的测量需求，选择合适的测量方法和电路参数，以提高测量效率和准确性。

习题及方法：已知一个电阻R1为10Ω，另一个电阻R2为20Ω，使用平衡法测量电阻R1和R2串联后的总电阻Rtotal。

1.搭建电阻串联电路，将电阻R1和R2依次连接。

2.将电压表连接在电路中，测量电路的总电压Vtotal。

3.将电流表连接在电路中，测量电路的总电流Itotal。

4.根据欧姆定律，计算出电阻R1和R2串联后的总电阻Rtotal = Vtotal/ Itotal。

已知一个电阻R为10Ω，使用电桥法测量电阻R。

1.搭建电桥电路，将电阻R作为被测电阻，选择一个已知电阻R1为20Ω。

2.将电压表连接在电桥的两侧，调整可变电阻R2，直到电桥两侧的电压差为零。

3.记录此时可变电阻R2的阻值。

4.根据电桥电路的平衡条件，计算出电阻R的阻值 = R1 * R2 / (R1 +R2)。