直流电桥测电阻

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《直流电桥测电阻》实验报告
工程物理系 工物22 方侨光 022041
一、实验原理
1. 惠斯通电桥测电阻
电路原理图如右:
由于1x I R IR =以及1122I R I R =,于是有
2
1
x R R R R =
将R 2和R 1做成比值为C 的比率臂,则有
x R CR =
2. 非平衡电桥测电阻
非平衡电桥如右图所示: 非平衡电桥输出电压
112t t
R R U E R R R R ⎛⎫=-
⎪++⎝⎭
根据测得的U t 、E 和R 值,就可以求得R t 。

3. 铜丝的电阻温度系数
多数金属的电阻随温度而增大,并且满足:
()01t R R R t α=+
于是得到电阻温度系数
0t R R R R t
α-=
4. 双电桥测低电阻
电路原理图如右:
根据电路,我们得到以下3个方程:
()()'
32212
'3211
''22132x I R I R I R I R I R I R I R R I I r
+=+=+=-
解之,得:
''
2122'''12111x R R r
R R R R R R R r R R ⎛⎫=+- ⎪++⎝⎭
设计上使得'
22
'11
R R R R =以及r 尽量小,并把R 2和R 1做成比率为C 的比率臂,则
x R CR =
二、实验任务
1. 惠斯通电桥测电阻
2. 在互易桥状态下,用平衡桥和非平衡桥两种方法测铜丝电阻温度系数 3. 双电桥测低电阻 三、实验步骤 任务1:
1. 熟悉电桥结构,预调检流计零位。

2. 测不同量级的待测电阻值(其中有一个感性电阻),根据被测电阻的标称值(即大
约值),首先选定比率C 并预置测量盘;接着调节电桥平衡而得到读数C 和R 值,并注意总结操作规律;然后测出偏离平衡位置Δd 分格所需的测量盘示值变化ΔR ,以便计算灵敏阈。

3. 根据记录的数据计算测量值CR ,分析误差,最后给出各电阻的测量结果。

任务2:
1. 将惠斯通电桥改装为互易桥(改接前,先关掉电源),首先改接金属片,将面版撒
谎能够的“外接”短路,改为“内接”端短路。

然后接电源E ,而将数字毫伏表接在原B 端钮。

当热平衡时,温度计数值不变,同时改变R 使毫伏表显示数在0.000mV 附近(可能末一、二位在+、-间变化),记下t 、R 值。

2. 将R 值取一个定值,读出在此热平衡下t 所对应的U t 值。

3. 测量时注意:本实验t 从室温时测起,每增5-6℃调一次热平衡,每次都用平衡桥
测R t ,同时用非平衡桥测U t ,共测6组数据即可。

最后,还需测出电源电压E 值。

实验完成后,请将金属片还原到“外接”端短路。

任务3:
1. 测量一根金属丝的电阻或一根铜棒的电阻率。

注意低电阻的四端接法。

四、数据表格
1. 惠斯通电桥测电阻
2. 在互易桥状态下,用平衡桥和非平衡桥两种方法测铜丝电阻温度系数 加热前各参数:
铜棒温度 16.5℃ 电阻 20.09Ω E=4.804V 取C=0.01档 非平衡电桥R 取2009Ω
对t 和R t 值进行线性拟合,得到: r=0.99991 a=18.79458 b=0.07756 于是对照公式有:
()03118.790.07756
4.131018.79458
R R a b C a α--==Ω
=
==⨯︒ 2) 非平衡电桥数据处理
由112t t R R
U E R R R R ⎛
⎫=-

++⎝⎭
,并取2
10.01R R =整理得到: 110020091101 4.804t t U R -⎡⎤⎛⎫
=--⎢⎥ ⎪
⎝⎭⎢⎥⎣⎦
12345678
t/℃21.927.032.538.543.548.753.658.7U t /mV 0.915 1.863 2.855 3.880 4.605 5.680 6.6257.255R t /Ω20.4820.8921.3121.7522.0622.5222.9223.19
作图得到:R 0=18.875Ω
并在图上任取两点(20.125,16.8)和(22.525,52.4) 得斜率:0152.416.8
14.822.52520.125
R
k R α-=
=
=-
()311
3.581018.8751
4.8
R C α--∴=
=⨯︒⨯
3. 双电桥测低电阻
待测低阻的编号: 19 ;双电桥的编号: 19 ; 测量范围: 0.01-11Ω ;准确度等级: 0.2 。

测量盘读数R= 0.09900Ω ;比率C= 1 。

电阻阻值 0.09900Ω。