箱式直流电桥测量电阻实验报告(带数据)

曲阜师范大学实验报告实验日期：2020.5.17 实验时间：14：30-18：00姓名：方小柒学号：**********实验题目：箱式直流电桥测量电阻一、实验目的：本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。

二、实验内容：1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。

2、线路连接好以后，检流计调零。

3、调节直流电桥平衡。

4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/ Rx)或S=△n/(△R0/ R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。

5、记录数据，并计算出待测电阻值。

三、实验仪器：待测电阻、电桥箱四、实验原理：电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1M Ω的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。

1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。

图6.1.2-12、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改变一个微小量△R0,则电桥失去平衡，从而有电流IG流过检流计。

如果IG小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到Rx=R0+△R0，△R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△Rx。

引入电桥的灵敏度，定义为S=△n/(△Rx/Rx)式中的△Rx是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上若是待测电阻Rx不能改变时，可通过改变标准电阻R0的微小变化△R0来测电桥灵敏度），△n是由于△Rx引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。

S的表达式可变换为S=△n/(△R0/ R0)= △n/△IG（△IG/(△R0/ R0)）=S1S2其中S1是检流计自身的灵敏度，S2=△IG/(△R0/ R0)由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S2与电源电压、检流计的内阻及桥臂电阻等有关。

实验题目： 惠斯通电桥测电阻实验目的：1．了解电桥测电阻的原理和特点。

2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。

3．测出若干个未知电阻的阻值。

实验仪器电阻箱的型号、规格及各档的等级实验原理：1．桥式电路的基本结构。

电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。

在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。

2．电桥平衡的条件。

惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。

b 、d 间接有灵敏电流计G 。

当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。

所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。

此时有U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0 g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有AR 2R xCI 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =可得 x R R R R 324= 或 432R R R R x =一般把K R R =32称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。

3．自组电桥不等臂误差的消除。

实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。

当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。

先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别有： 432R R R R x ⋅='423R R R R x ⋅= 联立两式得： '44R R R x ⋅=由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。

直流电阻的测量实验报告
在物理实验中，测量电阻是一项非常基础且重要的实验内容。

直流电阻的测量实验旨在通过连接电路并施加电压，测量电流和电压的数值，从而求得电阻的数值。

本次实验我们采用了简单的电路和仪器，进行了直流电阻的测量。

我们准备好实验所需的材料和仪器，包括电阻箱、电压表、电流表和导线等。

然后按照实验步骤连接电路，确保连接正确无误。

接下来，我们依次调节电阻箱的阻值，通过改变电阻箱的阻值来改变电路中的总电阻，从而测量不同电阻下的电流和电压数值。

在实验过程中，我们发现在串联电路中，电流的数值与总电阻成正比，而电压的数值与总电阻成反比。

这与欧姆定律的描述是一致的，即电流与电压成正比，与电阻成反比。

因此，通过测量电流和电压的数值，我们可以计算出电阻的数值。

在实验中，我们还发现了一些误差的来源。

例如，接触电阻、导线电阻以及仪器的误差等都会对实验结果产生影响。

为了减小误差的影响，我们在实验中尽量保持仪器的精准度，避免操作失误，并重复测量多次取平均值。

通过本次实验，我们不仅掌握了测量电阻的方法，还加深了对欧姆定律的理解。

同时，实验中的操作过程也让我们更加熟悉了电路连接和仪器使用的技巧。

这些都为我们今后的物理实验打下了坚实的
基础。

总的来说，直流电阻的测量实验是一项基础且重要的实验内容，通过实际操作和数据测量，我们不仅加深了对电路和电阻的理解，还提高了实验操作的技能。

希望通过这次实验，能够对我们今后的学习和科研工作有所帮助。

XX 理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院〔系〕材料学院专业材料物理班级0705 姓 名童凌炜学号200767025实验台号实验时间20XX12月10日，第16周，星期三第5-6节实验名称直流平衡电桥测电阻教师评语实验目的与要求：1） 掌握用单臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。

2） 掌握用双臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。

主要仪器设备：1） 单臂电桥测电阻：QJ24型直流单臂电桥，自制惠更斯通电桥接线板，检流计，阻尼开关、四位标准电阻箱、滑线变阻器、电路开关、三个带测电阻、电源；2） 双臂电桥测电阻：QJ44型直流双臂电桥，待测铜线和铁线接线板、电源、米尺和千分尺。

实验原理和内容： 1直流单臂电桥〔惠斯通电桥〕 1.1 电桥原理单臂电桥结构如右图所示， 由四臂一桥组成； 电桥平衡条件是BD 两点电位相等， 桥上无电流通过， 此时有关系s s x R M R R R R ⋅==21成立， 其中M=R1/R2称为倍率， Rs 为四位标准电阻箱〔比较臂〕， Rx 为待测电阻〔测量臂〕。

1.2 关于附加电阻的问题：附加电阻指附加在带测电阻两端的导线电阻与接触成 绩教师签字电阻， 如上图中的r1, r2， 认为它们与Rx 串联。

如果R x 远大于r ，则r 1+r 2可以忽略不计，但是当R x 较小时，r 1+r 2就不可以忽略不计了，因此单臂电桥不适合测量低值电阻， 在这种情况下应当改用双臂电桥。

2双臂电桥〔开尔文电桥〕2.1 双臂电桥测量低值电阻的原理双臂电桥相比单臂电桥做了两点改进， 增加R3、R4两个高值电桥臂， 组成六臂电桥；将Rx 和Rs 两个低值电阻改用四端钮接法， 如右图所示。

在下面的计算推导中可以看到， 附加电阻通过等效和抵消， 可以消去其对最终测量值的影响。

2.2 双臂电桥的平衡条件双臂电桥的电路如右图所示。

在电桥达到平衡时，有1234\\R R R R =，由基尔霍夫第二定律与欧姆定律可得并推导得：31123314131224234243132342433112424()0x S x x x x x x I R I R I R R R R r R I R I R I R R R R R R r R R R R R R R M R I r I r R R R R R R R R R R R R ⎫=-⎫⎛⎫⎪⎪=-⇒=+-⎬ ⎪⎪++⎪⎝⎭⎪⇒===⋅=++⎬⎭⎪⎪=⇒-=⎪⎭ 可见测量式与单臂电桥是相同的， R1/R2=R3/R4=M 称为倍率〔此等式即消去了r 的影响〕， Rs 为比较臂， Rx 为测量臂。

清 华 大 学 实 验 报 告
系别：机械系 班号：机械51班 姓名：邹诚 （同组姓名： ） 作实验日期 年 月 日 教师评定：
五、数据处理、作图
1. 惠斯通电桥测电阻（数据处理见实验误差分析）
2. 单电桥测铜丝的电阻温度系数
使用origin 进行绘图和拟和结果如下（直线为线性拟和直线）：
bt a R t +=
a=12.3457 b=0.05279 r=0.99991
温度t/℃
阻
值
t
R /
Ω
t R t 0.0527912.3457+=
3. 双电桥测低电阻（未做）
4. 直流电桥测电阻及组装数字温度计
由于要使用量程为19.999mV 的2
1
4
数字电压表来显示温度，显示值用公式)(10
1
mv t U t =
表示。

由实验2中得到的结果：铜丝在0℃时的阻值为=0R 12.3457Ω≈12.35Ω，斜率
05279.00==αR b ，组装数字温度计所时的电桥参数依次为：
30102745.435
.1205279.0-⨯===
R b α 01.0=C
Ω=Ω==123501
.035.120C R R
V mV mV C C E 386.248.238610
2745.401.010)01.01(10)1(3
2
2≈=⨯⨯⨯+=+=-α
使用origin 进行拟和作图得到（直线为线性拟和直线）:
t bU a t +=
a=0.00637 b=0.09913 r=0.99962
即：t U t 0.099130.00637+=
电压t U
温度
t。

实验题目： 惠斯通电桥测电阻实验目的：1． 了解电桥测电阻的原理和特点。

2． 学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。

3． 测出若干个未知电阻的阻值。

1． 桥式电路的基本结构。

电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。

在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。

2． 电桥平衡的条件。

惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。

b 、d 间接有灵敏电流计G 。

当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。

所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。

此时有U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有I 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =可得xR R R R 324= 或 432R R R R x =一般把K R R =32称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。

3． 自组电桥不等臂误差的消除。

RRB CE实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。

当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。

先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别有：432R R R R x ⋅='423R R R R x ⋅= 联立两式得： '44R R R x ⋅=由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。

直流电桥实验报告直流电桥实验报告引言：直流电桥是一种常用的电路实验仪器，通过电阻的比较测量未知电阻的值。

本次实验旨在探究直流电桥的原理和应用，通过实际操作来验证电桥的准确性和可靠性。

一、实验原理直流电桥是基于韦斯顿电桥原理设计的一种测量电阻的仪器。

它由四个电阻组成的电桥电路，通过调节电桥中的电阻值，使电桥两侧电压差为零，从而求得未知电阻的值。

电桥中的四个电阻分别为已知电阻R1、R2和未知电阻Rx，以及可变电阻Rv。

当电桥平衡时，有以下关系式成立：R1/R2 = Rx/Rv二、实验装置和步骤1. 实验装置：本次实验所使用的实验装置包括直流电源、电阻箱、电流表、电压表和连接线等。

2. 实验步骤：a. 将实验装置连接好，并将电阻箱中的电阻调节到一个已知值。

b. 打开电源，调节电流表和电压表的量程，使其适合实验需求。

c. 调节可变电阻Rv的值，使电桥两侧电压差为零。

d. 记录下此时可变电阻Rv的值，即为未知电阻Rx的值。

e. 重复上述步骤，更换不同的已知电阻值，进行多组实验。

三、实验结果和分析根据实验步骤，我们进行了多组实验，得到了不同已知电阻值下的未知电阻Rx的测量结果。

通过计算和分析这些数据，我们可以得出以下结论：1. 经过多次实验，我们发现当电桥平衡时，电桥两侧电压差为零。

这证明了直流电桥的准确性和可靠性。

2. 在实验中，我们发现电桥平衡时可变电阻Rv的值与未知电阻Rx的值成正比。

这与电桥原理中的关系式一致，验证了电桥原理的有效性。

3. 实验结果显示，电桥能够精确地测量未知电阻的值。

通过对多组实验数据的分析，我们可以得到未知电阻的平均值，并计算出测量误差。

这为我们在实际应用中提供了重要的参考依据。

四、实验应用直流电桥作为一种常用的电路测量仪器，在科学研究和工程实践中有广泛的应用。

以下是一些典型的应用案例：1. 电阻测量：直流电桥可以用于测量电阻的值，特别是对于较小或较大阻值的测量更为准确。

2. 温度测量：利用热敏电阻作为未知电阻，结合直流电桥的测量原理，可以实现温度的精确测量。

直流电桥测量电阻，非平衡电桥测量铂电阻的温度系数目的要求：（1）直流电桥的基本原理。

（2）直流电桥的灵敏度及影响它的因素。

（3）平衡电桥测量电阻的误差来源。

（4）了解铂电阻温度传感器的温度特性。

（5）了解电阻的三线接法以及传感器电路的静态特性。

（6）学习非平衡电桥的测量方法。

（7）学习测量铂电阻温度传感器电路的输入输出特性，并确定铂电阻的温度系数。

仪器用具：电阻箱3个，指针式检流计，碳膜电位器，箱式电桥，待测电阻3个，直流稳压电源，铂电阻实验元件盒，恒流源，数字万用电表2块，电阻箱，数字温度计，电热杯，保温杯，导线，开关。

（必要的仪器参数将会在下面给出）（一）实验原理：直流电桥的电路图如图所示：四个电阻，，，，连成一个四边形ABCD，每个边称作电桥的一个臂。

在四边形的对顶点A，C端加上电源E，对顶角B，D端连上检流计G，当B，D两点的电位相等时。

检流计中无电流通过，则电桥达到平衡，电桥平衡时，有（）由此式可求。

平衡电桥测量电阻的误差的两个来源：○1桥臂电阻带来的误差：实际的电桥结构中必定有接触电阻，接线电阻，漏电阻和接触电势等，但此[ ]为了消除/的比值的系统误差对测量结果的影响，可交换和的位置再测一次，分别得到和，则可得√○2电桥灵敏度带来的误差：检流计的灵敏度是有限的，当U BD值小于某一极值时，无法通过检流计观察出来。

定义电桥的灵敏度S为它表示电桥平衡后，的相对该变量，所引起的检流计偏转格数，具体测量时，待测电阻是不能改变的，以臂电阻R0的改变代替。

引入电桥灵敏度阈的概念：电流计偏转值取分度值（1格）的1/5，时所对应的被测量R x的变化量。

电桥灵敏阈反映了电桥平衡判断中可能包含的误差，由定义得：进一步得：确定R x的不确定度为[ ]电桥灵敏度为其中检流计的灵敏度，电源电压E，检流计内阻R g。

实验实际采用电路图：实验内容：1.用箱式电桥测量3个未知电阻（几十欧，几百欧和几千欧电阻各一个）及相应的电桥灵敏度。