用单臂电桥测电阻资料教程

单臂电桥原理与应用测量电阻有多种方法，利用电桥测量电阻是常用的方法之一，它是在电桥平衡的条件下将标准电阻与待测电阻相比较以确定待测电阻的数值.用电桥测电阻具有测试灵敏、测量精确、使用方便等优点，它已广泛用于工程技术测量中.电桥可分为直流电桥和交流电桥，物理实验中常使用直流电桥.直流电桥又分为单臂电6?10；双臂桥和双臂电桥，单臂电桥又称惠斯登电桥，主要用于精确测量中值电阻（1~)?.以下的低值电阻电桥又称开尔文电桥，它只适用于测量1【实验目的】1. 了解单臂电桥的结构，掌握单臂电桥的工作原理.2. 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻.3. 掌握逐步逼近的实验方法.【实验仪器】直流稳压电源，箱式电桥，检流计，待测电阻几个.【实验原理】R,R,R,R通过导线连接组所示.四个电阻单臂电桥（即惠斯通电桥）原理图如图1x1s2成一个四边形，在四边形的两个对角线上分别连接检流计（BD支路）和电源E（AC支路）.连接检流计的支路称为“桥路”，它的作用是通过检流计来检测BD支路中是否有电流，从V?V），此BD中有电流，则B,D两端存在电压（即而判断B,D两点的电位是否相等.若DB V?V，此时电桥处于平衡状态时电桥不平衡；若BD支路中无电流，则.DB图1单臂电桥原理图V?V,V?V.因此得到如下方程：电桥平衡时有: DCBCADAB IR?IR?2211(1)?IR?IR?xsxs I?II?I.将其代入（，1)式可推得：BD又因为支路中无电流，故：x1s2R1R?R(2) sx R2．RRR为已知时，和/称电桥已达到平衡（2）式的关系式时，.当因此，当电桥中的电阻满足21s R. ）式求出就可以由（2x R,R所在的边叫比例臂，电阻标通常把桥式电路中四边形的每个边叫桥路的一个臂，21R1RR称为电桥的倍率式中准电阻.所在的边叫比较臂，而被测电阻所在的边叫测量臂.xs R2R1RR?R的最高位不为零（标准电倍率的选择原则是既要使能成立，又要使标准电阻ssx R2阻实际为5个旋钮的标准电阻箱），以提高电桥的精度.电桥中设置了若干个不同的倍率以适应测量不同大小电阻的需要.上述原理表明，用电桥测量电阻是通过桥式电路将电阻与标准电阻直接比较来测得的，与电流或电压的值无关，虽然使用了一个检流计，但它只是用来检查电流是否为零的指示器，用以确定电桥是否已达到平衡状态.由于标准电阻箱的准确度较高，所以用电桥测量电阻与用万用表和伏安法测量电阻比较，可以达到较高的准确度.我国现用的电桥分为0.01,0.02,0.05，0.1,0.5,1等几个级别.【实验内容与步骤】（1）QJ23型单双臂电桥介绍QJ23型直流电阻电桥主要由测量盘、量程变换器、检流计、电源等组合而成，全部组件置放于机箱内，携带方便。

实验五 单臂电桥法测量电阻一、实验目的1. 理解并掌握单臂电桥测电阻的原理。

2. 学习用箱式单臂电桥测中值电阻。

二、实验器材稳压电源、电阻箱一个、QJ23a 型箱式惠斯登电桥(直流单臂电桥)、待测电阻4只，导线等。

三、实验原理我们知道的用伏-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方法，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理想化，给测量带来附加的误差。

为了减小这种由于电表非理想化所带来的测量误差，我们学习一种用惠斯登电桥测量电阻的方法。

在这个电路中，只要想办法使电流表(检流计)两端电势相等，则通过电表的电流就可以为零。

这种情况就称为“电桥平衡”。

根据电桥平衡所需满足的关系，我们就可精确地测量电阻了。

其测量原理如下:图1是惠斯登电桥的原理图，图中由可调标准电阻R 1、R 2、R 0和被测电阻R x 组成一个四边形ABCD ，每一边称为电桥的一个臂。

通常称R 1、R 2为比例臂电阻，它们成为一个比例系数C ；R 0称为调节电阻，用来调节电桥平衡。

一般在对角线两端接上检流计G ，在另一对角线两端接电源E 。

电桥接通后，一般在桥路上有电流通过，则检流计G 的指针会发生偏转。

如果能适当调节R 1、R 2和R 0，使桥的B 、D 两端电势相等，则检流计上无电流通过，指针应指在零位，这时电桥达到平衡。

电桥平衡时，有0=g I ,则有:x I I I I ==201, 各桥臂电阻上的电压降之间有关系式:x x R I R I R I R I ==002211,将此两式相除,则有:其中，C 称为比例臂的倍率，实验中C 应取合适的倍率（一是取10的整数次幂，二是要保证测量结果至少有四位有效数字）。

由于在式中R 1、R 2和R 0是已知电阻，所以只要提高R 1、R 2和R 0的准确度，就可以提高待测电阻R x 的测量准确度。

四 、实验步骤（1）实验前认真读QJ23a 型直流电桥的使用说明书。

单臂电桥操作方法单臂电桥是一种常用的测量电阻值的仪器，用于测量电阻的精确值。

它可以通过测量待测电阻与已知电阻之间的电位差来计算待测电阻的阻值，并且具有高精度和较好的稳定性。

下面我将详细介绍单臂电桥的操作方法。

首先，将单臂电桥放在平稳的台面上，并确保电桥的各个部件完好无损。

接下来，连接电桥所需的电源，通常为直流电源，将其与电桥上的电源接口相连接。

确保电源电压稳定，并按照电桥的说明书设置合适的电源电压。

接下来，将待测电阻连接到电桥的未知端子上。

选取一个已知的标准电阻，并将其连接到电桥的已知端子上。

确保电阻的连接牢固，并通过检查确认连接正确。

接下来，连接电桥的电流源和电压测量仪器。

将电流源连接到电桥的电流源端子上，将电压测量仪器连接到电桥的电压测量端子上。

这些连接可以使用导线实现，确保导线的连接牢固可靠。

完成上述连接后，打开电桥的电源开关，开启电桥的工作状态。

此时，电桥会开始工作，测量待测电阻的阻值。

接下来，使用电压测量仪器测量电桥输出端的电位差。

电桥工作时，其输出端将会产生一个电位差，用于测量待测电阻的阻值。

使用电压测量仪器可以精确地测量这一电位差。

测量结束后，根据电桥的工作原理，可以通过待测电阻与已知电阻之间的电位差来计算待测电阻的阻值。

电桥的计算公式根据电桥的类型而有所差异，可以根据电桥的说明书或相关教材进行相应的计算。

最后，关闭电桥的电源开关，断开电力源和测量仪器的连接。

将待测电阻和已知电阻从电桥上移除，并将电桥归位。

在操作过程中要特别注意安全，防止触电或发生其他安全事故。

需要注意的是，在操作单臂电桥时，应该确保连接的稳固可靠，电桥的电源电压稳定，测量仪器的准确度高，并掌握好电桥的操作原理和计算方法。

此外，还应遵循相关的安全操作规程，以确保自身和设备的安全。

综上所述，单臂电桥的操作方法主要包括连接电源、连接待测电阻和已知电阻、连接电流源和电压测量仪器、打开电源开关、测量电位差、计算待测电阻的阻值等步骤。

实验四 用单双臂电桥测电阻预习重点1．电桥的平衡条件和灵敏度。

2．电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。

3．箱式电桥的使用方法。

实验目的1．学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。

2．分析并观察电桥线路可能出现的故障。

3．用箱式电桥测电阻。

实验原理一、单臂电桥1． 电桥的结构和平衡条件电阻是一切电学元件的重要参数之一，因此测电阻就成为一种最基本的电学测量。

测电阻的方法很多，本实验用单臂电桥测电阻，这种方法测量简便而且准确度高。

单臂电桥的原理电路如图2.4.1，电阻R x 、R 、R 1和R 2连成一个四边形，每一边称为电桥的一个桥臂。

以四边形对角顶点A 、B 作为输入端，与电源E 相连；另两顶点C 、D 作为输出端，与检流计相连。

检流计用来比较两输出端的电位，检验有无电流输出。

支路A-E-B和C-G-D 称电桥的两个桥路。

电桥的平衡条件：设R x 是待测电阻，其他三个是已知电阻，且可调其阻值。

只调R ，或调R 1和R 2的比值，就可使C 、D 两点电位相等，电桥无输出，通过检流计的电流I G 为零（指针不偏转），这种状态称为电桥平衡。

此时，通过R 1和R 2的电流相同，设为I 1，通过R 和R x 的电流也相同，设为I 2,四个桥臂上的电压有如下关系：U AC =U AD ，U CB =U DB即 I 2R x = I 1R 1，I 2R= I 1R 2两式相除，得平衡条件：RR R R x 21、或R x R 2= R 1R （2.4.1） 即任一相对两个桥臂上电阻的乘积等于另外两个相对桥臂上电阻的乘积。

由平衡条件得待测电阻：R x = R R R 21 （2.4.2） 式中R 1和R 2称为比例臂，R 称为比较臂。

图2.4.1 单臂电桥原理电路图根据（2.4.2）式，测R x 时有两种调平衡的方法：一种是选一比例臂的比率（倍率）R 1/R 2，调比较臂电阻R ；另一种是选定比较臂电阻R ，调比例臂电阻之比R 1/R 2，当R 1/R 2=1时，R x =R ，电桥就好似一架等臂天平，R x 与R 分别相当于待测质量和砝码。

电桥法测电阻直流电桥是常用的测量电阻的仪器。

直流电桥分单臂电桥（又称惠斯顿电桥）和双臂电桥（又称凯尔文电桥），单臂电桥用来测定中值电阻（1——10 7Ω），双臂电桥用来测定低电阻（1Ω以下）。

（一） 箱式单臂电桥测电阻[目的] 1.理解并掌握单臂电桥测电阻的原理。

2.学习用箱式单臂电桥测中值电阻。

[原理] R 1 ，R 2 ，Rx ，R S 称电桥的四个桥臂，其中R 1 ，R 2 ，R S 的阻值可变，Rx 为待测对象，须外接。

G 为检流计（平衡指示器），电桥的“桥”既指检流计支路，它的作用是把“桥”的两端的电位进行比较，当两端电位不等，检流计中有电流通过，检流计指针就要偏转；当两端电位相等，检流计中无电流通过，检流计指针即指在中部的“0”点。

这一状态称为电桥平衡。

当调节R 1 ，R 2 ，R S ，使G = 0，即电桥达到平衡时：U B = U D ，I 1 = I X ,I 2 = I S 。

由原理图得U AB = U AD .U BC = U DCI 1R 1= I 2R 2 , I X R X = I S R S 。

12//X S R R R R =12X S S R R R CR R == 其中12/C R R = 实验内容1、用单桥（惠斯登电桥）测量三个电阻的准确值，并计算电阻标称值的误差。

电阻的标称值是：18K 、8.2K 、180Ω。

注意：选择R1、R2数值的原则：必须保证R 最高位有读数，才能保证测量精度。

直流稳压电源电压：5V 左右。

四位有效数字单臂电桥若使用得当，测量值应有四位有效数字，若使用不当，测量值会小于四位有效数字。

如何使测量结果有四位有效数字？举例说明：设R X = 98.13Ω，若取C = 0.1，则R S = 981Ω, R X = CR S =98.1Ω(三位有效数字）； 取C = 0.01，则R S = 9813Ω R X = 98.13 Ω（四位有效数字）。