惠斯通电桥实验报告-南昌大学
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惠斯通电桥实验报告-南昌大学
南昌大学物理实验报告
课程名称: 大学物理实验
实验名称: 惠斯通电桥
学院: 专业班级:
学生姓名: 学号:
实验地点: 座位号:
实验时间: 第 11周星期4上午10点开始
一、实验目的:
1. 掌握电桥测电阻的原理和方法
2. 了解减小测电阻误差的一般方法
二、实验原理:
(1) 惠斯通电桥原理
惠斯通电桥就是一种直流单臂电桥,适用于测中值电阻,其
原理电路如图7-4所示。若调节电阻到合适阻值时,可使检
流计G中无电流流过,即B、D两点的电位相等,这时称为
“电桥平衡”。电桥平衡,检流计中无电流通过,相当于无BD
这一支路,故电源E与电阻
1R、x
R
可看成一分压电路;电源和
电阻
2R、S
R
可看成另一分压电路。若以C点为参考,则D点的
电位
D
V
与B点的电位BV分别为 因电桥平
BD
VV
故解上面两式可得 上式叫做电桥的平衡条件,它
说明电桥平衡时,四个臂的阻值间成比例关系。如果
x
R
为待测
电阻,则有 。选取
1R、2
R
简单的比例如(11,
(2) 电桥的灵敏度
电桥的灵敏程度定义: 灵敏度S越大,对电桥
平衡的判断就越容易,测量结果也越准确。S的表达式
XXDSSB
RRREVRRREV
12
SXRRRR2
1
SX
RRRR21
SS
RRnS
xsEsxgXgExsRRRRRRRRRRRRRRRRRRESS21212211221
(3)电桥的测量误差
电桥的测量误差其来源主要有两方面,一是标准量具引入
的误差,二是电桥灵敏度引入的误差。为减少误差传递,可采
用交换法。
交换法:在测定
xR之后,保持比例臂1R、2
R
不变,将比较臂sR与
测量臂
x
R
的位置对换,再调节sR使电桥平衡,设此时sR变为sR,
则有:21xsRRRR,由上两式得xssRRR 。
三、实验仪器:
线式电桥板、电阻箱、滑线变阻器、检流计、箱式惠斯通电
桥、待测电阻、低压直流电源
四、实验内容和步骤:
1. 将箱式电桥打开平放,调节检流计指零
21
SSRRIInRRnSSSggSS
2. 根据待测电阻(线式电桥测量值或标称值)的大小和R
3
值取满四位有效数字原则,确定比例臂的取值,例如Rx为数
千欧的电阻,为保证4位有效数字,Kr取0.1
3. 调节R3的值与Rx的估计值相同,按下B0和G1按钮,
用逐步逼近法粗调电桥平衡,再按下B0和G0细调电桥平衡,
可得
312RRRRx
4. 用上述方法测量另一待测电阻,计入表格
5. 测量完毕后,先松开G0(G1),然后松开B0,使仪器恢复
到实验前状态
五、实验数据与处理:
R1 4944.0 4654.0 3000.0 1600.0
R2 252.0 320.0 3000.0 10800.0
R3
200mV 20mV 2mV 200mV 20mV 2mV 200mV 20mV 2mV 200mV 20mV 2mV
1000.9 1000.9 1000.9 2965.1 2965.1 2965.2 3549.5 3549.9 3550.0 11071.1 11071.1 11071.
0
RX
51.017 51.017 51.017 203.87 203.87 203.88 3549.5 3549.
9 3550 74730 74730 74730
x
R
0 203.87 3549.8 74730
xx
RR
51.017 203.870.006 3549.80.26 74730
x
x
R
RU
0 0.002% 0.007% 0
六、附上原始数据: