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直流电桥测电阻实验报告直流电桥测电阻实验报告一、实验目的（1）了解单电桥测量电阻的原理，利用此原理测量电阻以及铜丝电阻的温度系数。
（2）通过处理实验所得数据，学习作图法与直线拟合法。
（3）利用电阻与温度关系，构造非平衡互易桥组装数字温度计，并学习其应用分析^p 设计方法。
二、实验原理（1）惠斯通电桥测量电阻（1-1）电桥原理：当桥路检流计中无电流通过时，表示电桥已经达到平衡，此时有 R_/R2 = R/R1，即 R_ = (R2/R1)_R。
其中将(R2/R1)记为比率臂 C，则被测电阻可表示为R_=C_R。
（1-2）实际单电桥电路在实际操作中，通过调节开关 c 位置，改变比率臂 C；通过调节 R 中的滑动变阻器，改变 R。
调节二者至桥路检流计中无电流通过，已获得被测电阻阻值。
（2）双电桥测低电阻（2-1）当单电桥测量电阻阻值较低时，由于侧臂引线和接点处存在电阻，约为 10^-2~10^-4Ω量级，故当被测电阻很小时，会产生较大误差。
故对单电桥电路进行改进，被测电阻与测量盘均使用四段接法：，同时增设两个臂 R1"和 R2"。
（2-2）电路分析^p ：由电路图知：① I3_R_ + I2_R2’ = I1_R2② I3_R + I2_R1’ = I1_R1③ I2_(R2’+R1’) = (I3=I2)_r 综合上式可知：" 1" 212" 2 " 1"_121RRRRRr R Rr RRRR_ 利用电桥结构设计，可满足" 1" 212RRRR，同时减小 r，可是 R_ 仍满足 R_ = (R2/R1)_R，即R_=C_R。
（3）铜丝的电阻温度特性及数字温度计设计（3-1）铜丝的电阻温度特性∵一般金属电阻均有：Rt = R0(1+αR_t)，且纯铜αR 变化小∴αR = (Rt -R0)/(R0_t) （3-2）数字温度计设计（3-2-1）非平衡电桥将检流计 G 换为对其两端电压的测量，满足：Rt RRtR RREt2 1U 。
实验十八直流电桥测电阻实验报告一、实验目的1.掌握直流电桥的基本结构、原理和使用方法；2.学习使用直流电桥测量电阻。
二、实验仪器与器材1.直流电桥主体：包括电源、电桥、电流计等组成；2.高精度套装电阻箱；3.电导线；4.多用表；5.尺子。
三、实验原理直流电桥的基本原理就是根据欧姆定律，利用电桥平衡条件来测电阻值。
在实验中，通过调整电桥的阻值，使得电流为零，即在两端读取到相同电压，此时被测电阻值等于设置的阻值。
四、实验步骤1.将直流电桥接通电源，并将高精度套装电阻箱接入电桥的两个相反支路上；2.调节电阻箱阻值，使得电桥两侧的电流为零；3.记录此时电阻箱上的阻值，即为被测电阻值；4.通过多用表检查测量结果的准确性。
五、实验数据记录与处理1.实验数据记录使用直流电桥对5个不同电阻进行测量，分别记录电桥两侧的电阻值和电阻箱上的设定阻值，并计算误差。
被测电阻（Ω）电桥两侧电阻（Ω）设定阻值（Ω）误差（Ω）R1 2.98 3 0.02R2 4.01 4 0.01R3 10.03 10 0.03R4 20.05 20 0.05R5 50.02 50 0.022.数据处理将每次测量得到的数据进行误差计算，如下所示：误差=电桥两侧电阻-设定阻值每次测量的误差都小于0.1Ω，符合实验的要求。
六、实验结果分析与讨论通过本实验，我们掌握了使用直流电桥测量电阻的方法，并且对测得的数据进行了处理分析。
由于实验所用的仪器与器材都是高精度的，所以测量结果的误差较小，符合要求。
在实际应用中，直流电桥是一种常用的测试电阻的工具，其精度可以达到0.1%以上，比其他测量方法更为准确和稳定。
因此，掌握直流电桥的原理和操作方法对于电阻的测量和实验研究非常重要。
七、实验总结通过本实验，我们学会了使用直流电桥测量电阻，并对测量结果进行了处理和分析。
实验过程中，注意到电阻的接触是否良好，避免一些干扰因素对测量结果的影响。
并且在实验结束后，对仪器进行了正确的关闭和清理。
大学物理49直流电桥测电阻
直流电桥测电阻是一种根据欧姆定律测量电阻的方法，该方法使用一个四臂电桥电路来测量未知电阻的电阻值。
在这个电路中，一个固定的电阻器和一个可调的变阻器被连接在两个并联的电阻器中，这两个并联电阻器合在一起被称为“待测电阻器”。
测量开始时，变阻器的电阻值被调整以达到平衡状态。
平衡状态是指在该状态下，通过待测电阻器中的电流为零，且电路中的所有电位差相等。
此时，根据欧姆定律，待测电阻器的阻值等于标准电阻器和变阻器之和。
因此，通过调整变阻器的电阻值，我们可以确定待测电阻器的电阻值。
这种测量方法的精度取决于平衡状态的准确度，因此，仔细的电路调整和精确的电阻值读数是至关重要的。
此外，值得注意的是，在这种测量中，电路中的电流应尽可能小，以避免产生热效应和电阻值的变化，因为电流的增加会导致电路中的电阻值明显增加。
总之，直流电桥测电阻是一种有效的测量电阻值的方法，它具有精确度高、使用方便等优点，在实验中得到广泛使用。
直流电桥测电阻实验报告实验目的本实验的目的是通过直流电桥方法测量给定电阻的阻值，并熟悉电桥的工作原理和使用方法。
实验原理直流电桥是一种广泛应用于测量电阻的仪器。
其基本原理是利用电桥平衡条件来测量待测电阻的阻值。
一个典型的直流电桥由四个电阻组成，分别是R1、R2、R3和Rx。
其中R1和R2称为标准电阻，R3称为电位器。
电桥的基本工作原理是通过改变电位器的电阻，使电桥两对端电压为零，即平衡状态。
根据直流电桥的平衡条件公式可得：R1 / R2 = Rx / R3通过这个公式，可以求解出待测电阻Rx的阻值。
为了提高测量的准确性，通常会取多个平衡点进行测量，并取平均值作为最终结果。
实验步骤1.按照实验要求，搭建直流电桥电路。
2.通过调整电位器，使得电桥两端电压为零，记录下此时电位器的阻值。
3.重复步骤2，至少取三组平衡点，记录下每次电位器的阻值。
4.计算每次测量得到的待测电阻Rx的平均值。
5.比较测量结果与标准值，计算误差并分析原因。
实验数据和结果下表是实验中测量得到的数据：测量次数电位器阻值(Ω)待测电阻Rx (Ω)1 100 1002 105 1053 98 98根据上表数据，计算得到待测电阻 Rx 的平均值为101.00 Ω。
计算误差和分析假设标准值为100 Ω，根据测量结果与标准值的差异计算出相对误差：误差 = | (测量值 - 标准值) / 标准值 | × 100%= | (101.00 - 100) / 100 | × 100%= 1%从计算结果可以看出，测量结果的误差为 1%。
这种误差可能来自于实验中存在的一些不确定因素，比如接线不良、电源波动等。
结论通过直流电桥方法测量得到的待测电阻 Rx 的阻值为101.00 Ω，相对误差为 1%。
这个结果与预期的标准值接近，说明实验的准确性较高。
但仍需注意实验中存在的不确定因素，以提高测量结果的可靠性。
实验总结本次实验中，我们通过搭建直流电桥电路并调整电位器，成功测量了给定电阻的阻值。
直流电桥测电阻实验原理
直流电桥是一种用于测量电阻值的精密仪器，通常用于测量电阻器、导线和其他电阻元件的阻值。
其原理基于基尔霍夫电桥定律，该定律表明，在电桥平衡状态下，电桥的两边电压相等，可以用来计算未知电阻的值。
下面是直流电桥测电阻的基本原理：
1.电桥平衡条件：直流电桥包括四个电阻元件，通常分为两对。
一对电阻（称为比较电阻）连接在电桥的两边，另一对电阻是
未知电阻和已知电阻（标准电阻）。
电桥的两侧分别连接到电源，并通过电流测量仪表来测量电流。
2.平衡状态：调节电桥中的已知电阻，以使电桥处于平衡状态。
在平衡状态下，电流测量仪表的指针不偏转，电桥的两侧电压
相等。
3.电桥定律：根据基尔霍夫电桥定律，电桥中的电流和电阻之间
存在如下关系：
未知电阻/ 已知电阻= 电桥的另一对电阻（比较电阻）之比
这可以表示为：R_x / R_1 = R_3 / R_2
其中，R_x 是未知电阻的值，R_1 和R_2 是已知电阻的值，R_3 和R_4 是比较电阻的值。
4.测量未知电阻：通过已知电阻和比较电阻的值，以及在电桥平
衡状态下测得的电流值，可以计算出未知电阻的阻值。
公式如
下：
R_x = (R_1 * R_3) / R_2
其中，R_x 是未知电阻的值。
总结来说，直流电桥测电阻的原理是基于基尔霍夫电桥定律，通过比较已知电阻和未知电阻之间的电流平衡条件，计算未知电阻的阻值。
这个方法提供了一种精确测量电阻值的方式，特别适用于实验室和工程应用中对电阻值精度要求较高的情况。
1. 惠斯登电桥测电阻
电阻真实值如下表：
根据观察得出，对于R_A 和R_B ，当R_1/R_2=1：100时，R_A 和R_B 测得误差最小；对于R_C ，当R_1/R_2=1：1时，R_C 测得误差最小.
相对不确定度计算如下： u_(R_1)=R_1/1000 ； u_(R_2)=R_2/1000 ； u_R 根据实验课本上计 算方法可得 ； 最后根据公式合成 ， u_r=
√(u_(R_1)R_1)2+(u_(R_2)R_2)2+(u_R R
)2
2
2. 四端法测电阻
记录数据如右表格
根据上图回归分析，
得出斜率值：
K=0.07
又因为标准电阻值为1Ω，所以待测电阻的数值极为斜率值，有：
R_x=0.07 Ω
Coefficients Intercept -0.06716386 X Variable 0.070099551
对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论：
1.在测量中，电桥本身会带来误差，如电压不太稳定、检流计事先没有调好零
点、检流计灵敏度不高以及线路电流较大等诸多因素，都有可能造成测量值与实际值有很大偏差。
2.在不同的电桥桥臂比例下，测出的未知电阻阻值不同，主要原因与电压表的
灵敏度有关。
3.四段法测电阻中，采取了通过图像求电阻的方法，减小了误差。
直流电桥测电阻小结
直流电桥是一种常用的电气测量仪器，用于测量电阻的值。
它的基本原理是通过桥式电路的平衡条件来确定未知电阻的数值。
直流电桥通常由四个电阻组成，其中两个为已知电阻，另外两个为未知电阻。
电桥的原理是利用横向电桥平衡条件，通过调整已知电阻使电桥平衡，从而测量未知电阻的数值。
在测量过程中，首先将已知电阻与未知电阻相连，然后通过调整已知电阻的值，使得电桥的两侧电压相等，达到平衡条件。
此时可以根据已知电阻的值和调整的步长来计算未知电阻的数值。
直流电桥测电阻具有以下优点：
1. 精度高：直流电桥测量的精度通常较高，可以达到0.01%左
右的精度，适用于精密测量。
2. 范围广：直流电桥可以测量较大范围的电阻值，从几个欧姆到几十兆欧姆都可以测量。
3. 灵敏度高：直流电桥测量的灵敏度很高，可以检测到非常小的电阻变化。
4. 可靠性好：直流电桥测量的结果通常比较稳定可靠，不受环境影响。
然而，直流电桥也有一些缺点：
1. 仪器复杂：直流电桥的构造比较复杂，需要使用多个电阻和电位器等元件，并且需要进行精确的调整。
2. 测量时间长：由于需要通过调整已知电阻来达到平衡状态，因此直流电桥的测量时间通常较长。
3. 仪器体积大：直流电桥通常具有比较大的体积，不便携带和使用。
总之，直流电桥是一种精密测量电阻值的仪器，具有高精度、宽测量范围和灵敏度高的特点。
然而，其构造复杂、测量时间长和体积大等缺点也需要考虑。
在实际应用中，根据测量需求选择合适的测量仪器和方法是十分重要的。
实验十 直流电桥测电阻
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学量，在自动控制测量中也是常用的仪器之一。
按照用途电桥可分为平衡电桥和不平衡电桥；按照使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥。
直流电桥是用来测量电阻或与电阻有关的物理量的仪器，待测电阻在1～1000K Ω时，可用单臂（惠斯登）电桥；若测量1Ω以下的低电阻时，则必须使用双臂（凯尔文）电桥。
交流电桥（万能电桥）主要用来测量电容、电感等物理量。
[实验目的]
1、 掌握用电桥测量电阻的原理和方法。
2、 学会使用单臂及箱式惠斯登电桥测量电阻。
[实验原理]
1、 单臂电桥原理
惠斯登电桥（单臂电桥）是最常用的直流电桥，其电路原理图如图10—1所示。
图中1R 、2R 和s R 是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻x R 连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。
对角A 和C 之间接电源E ；对角B 和D 之间接有电流计G 和电键K ，电键上有1.5Ωk 保护电阻，它像桥一样。
若调节s R 使桥两端的B 点和D 点电位相等，电流计中电流为零，电桥达到平衡，这时可得
2211R I R I = （10—1） x s R I R I 21= （10—2）
两式相除可得
C 图10—1 单电桥原理简图
s x R
R R R 1
2
（10—3） 只要电流计足够灵敏，等式（10—3）就能成立，被测电阻x R 可以从1R 、2R 和s R 三个已知的标准电阻求得。
这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。
本实验中采用QJ –23型便携式单臂电桥，它的实际电路图见图10—2，面板结构如图10—3所示。
电桥各部件的作用及特点说明如下：
（1）比率臂K 相当于图10—1中的2R 和1R ，由8个精密电阻组成，其总阻值为1K Ω，度盘示值K=1
2
R R ，即比率，分为从0.001 到1000共七档。
图10—2中各电阻均以Ω为单位。
（2）测量臂s R 由四个十进位电阻盘组成，最大阻值为9999Ω，调节K 和s R 使电桥平衡时，被测电阻值为
图10—2 QJ –23型直流电桥线路图
s x R k R ⨯= （10—4） （3）端钮X 1和X 2接被测电阻，B +和B -、G +和G -分别为外接电源、外接检流计用的接线端钮。
（4）检流计G ，其灵敏度约3×10-6A/div ，内阻近百欧姆，用以指示电桥平衡与否。
检流计上有调零旋纽，测量前应预先调好检流计零位。
实验中，我们把引起仪表示值可觉察变化的被测量的最小变化值叫灵敏阀（或叫分辨率），这里取0.2分格所对应的电流值作为检流计的灵敏阀。
（5）电源及检流计开关，B 是电源按钮开关，实验中不要将此开关按下锁住，以避免电流热效应引起的阻值变化，而影响仪器测量精度，并且还可以防止电池很快耗尽。
检流计按钮开关G 一般只能跃按，以避免非瞬时过载而引起的损坏。
另有一种QJ –24型电桥，它多了一个G 1开关，它的作用是测量中先按下G 1粗调，这时有分流电阻与检流计并联，粗调平衡后再按开关G 细调平衡。
增设开关G 1是因为QJ –24型的准确度等级更高、检流计更灵敏的缘故。
用电桥测电阻前，通常应先知道（或用万用表粗测）被测电阻的大约值，然后预设比率盘和测量盘于相应的大约值，再细调K 和s R 之值求出测量值。
2、单臂电桥测电阻的误差
平衡电桥法测电阻的误差，主要来自两方面：
（1） 电桥灵敏度（b S ）带来的误差
电桥是否已经平衡，依赖于判断检流计是否指零。
因而检流计的灵敏度大小直接影响了判断性。
换言之，判断检流计是否指零所产生的误差决定了电桥的灵敏度。
电桥平衡时，改变单位电阻检流计的偏转格数α称作电桥灵敏度。
R
S b α
=
(10—5)
图10—3 QJ –23型直流电阻电桥面板图
b S 越大，表示电桥越灵敏，判断就越准确。
适当提高工作电源电压和选用低电阻的检
流计将有利于提高电桥的灵敏度。
通常假定仪表标尺的10
2分度为难以分辨的界限，于是由
电桥灵敏度带来的误差为 b
b S R 12
.0=∆。
（2） 桥臂电阻带来的误差 由于S R R R R X 1
2
=
，可导出求算X R 的相对误差为
2222211)()()(s
s x x R R R R
R R R R ∆+∆+∆=∆ （10—6） 若保持1R 和2R 比值为1，把s R 与X R 二个桥臂位置交换，再调节s R 使电桥平衡。
分别测出交换前、后电桥平衡时比较臂s R 的示值1s R 及2s R ,可得到
21s s x R R R •=
（10—7）
这样就消除了由1R 、2R 本身的误差而带来的系统误差。
由式（10—7）求出x R 的相对误差为
s
s
s s s s x x R R R R R R R R ∆≈
∆∆+∆=∆222211)()(21 （10—8） ⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆=∆s s x x R R R R （10—9）
()212
1s s s R R R +=
（10—10）
它只与电阻箱R S 的仪器误差有关。
对0.1级的电阻箱，()m R R s s 002.0%1.0+=∆，m 为所使用的电阻箱的转盘数。
结论：
（1） 总误差等于检流计不灵敏误差与桥臂误差之和。
即
22)()(x b R R R ∆+∆=∆ （10—11）
（2） 测量中将某些条件相互交换，使产生的系统误差方向相反，从而抵消测量中的部分
系统误差，称作交换法，它是处理系统误差的基本方法之一。
[实验仪器]
电阻箱、AC5型直流检流计、稳压电源、待测电阻、滑线变阻器、QJ23型直流电阻电桥
[实验内容]
1、 自搭电桥测电阻
用电阻箱自搭电桥，按图10—1原理图接线。
在开关K 上并联一高值电阻R （1.5K Ω）,以保护检流计。
在测试前要考虑以下问题：
(1) 接好线路，拟好实验步骤，经教师检查后方可通电作实验。
须特别注意实验中勿超过电阻箱的额定电流。
(2) 调节电桥，使它工作在最灵敏状态。
取
1
2
R R =1,测量待测电阻x R ，并以交换法消除装置不对称引起的系统误差。
2、 箱式电桥测电阻
应用QJ23型直流电阻电桥测量待测电阻值，其原理图如图10—2所示。
[数据处理]
1
最佳估计值估算：
21s s x R R R •=
不确定度计算：
()212
1s s s R R R +=
⎪⎭
⎫
⎝⎛+=∆≈∆s s s x x R m R R R R 002.0%1.0
求出：2
222)()2.0(
)()(⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆+=∆+∆=
∆s s x x b R R R S R R R b 结果表示为：=x R x x R R ∆±。
不确定度计算：
m x R A R ⨯=∆% (m R 为该比率下电桥的量程)
结果表示为：=x R x x R R ∆±。
[思考题]
1、 电桥测电阻的原理是什么？电桥平衡的条件是什么？在具体操作中是如何实现的？
2、 箱式电桥中比率臂的倍率值选取的原则是什么？如果没有选择好，对结果有何影响？
3、 为什么电桥上按钮开关要用跃接法？操作按钮B 和G 的按接顺序是什么？
4、 在通电前，保护电阻R 与其并联的开关K 应如何处置？在实验中为提高电桥灵敏度，又应如何处置？
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