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惠斯通电桥的应用

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惠斯通电桥的应用
【实验目的】
1. 学习惠斯通电桥测电阻的原理和方法
2. 学习电阻箱和电桥的误差计算方法
3. 学习由电桥灵敏度计算随机误差的方法
【实验操作内容】
1. 组装电桥
取电源E=2V，先将检流计电源打开，调零后置于粗档位置。电路接好后，闭合开关，调整
电阻箱使检流计指示为零，再将检流计置于细档位置，调整电阻箱使检流计指示为零即可读
出电阻箱的阻值。
2. 测量电阻

（1）用组装电桥测量一个电阻的电阻值，取21RR为0.1和1.0两个倍率，读出两组数据0R。
（注意调整电阻箱最小位时，检流计指针应摆动）
（2）用交换法测另一个待测电阻。取21RR为1.0。（应先测检流计指示为零时电阻箱的值，
再测出检流计指示偏2-5小格时电阻箱的值；交换电阻箱与待测电阻的位置后，重复前面的
操作。）
【数据处理】
1． 计算用组装电桥测量一个电阻的电阻值为

021RRRRx ， 取21RR为0.1和1.0时，由测得值 0R,分别计算出xR值（不
计算误差）。
2. 计算用交换法测量的另一个电阻的电阻值为

'00RRRx （1）
（1）式两边取对数求导，得到相对误差传递公式为

200200'21RRRRRRxx （2）
其中0R是电阻箱与待测电阻交换之前的误差， '0R是电阻箱与待测电阻交换之后的误
差。它们分别为

220sRRR （3）

22

0'''s
RRR
（4）

其中 R、 'R为随机误差
x
RSR2.0
(5)

x
RSR'2.0'
(6)
S、S’为电阻箱与待测电阻交换前和交换后电桥的灵敏度
0
RRnSP
(7)

''''0RRnSP
(8)

其中PR、 'PR为检流计指示为零时电阻箱0R的值与检流计指示偏转n格时电
阻箱0R的值的差值。（n一般取2-5小格）
sR、's
R
为电阻箱产生的仪器误差。

%10KRRnis


（9）

%''10KRRnis


（10）

例如：5.12340R，该读数的误差为：
3.1%55.0%5.04%2.030%1.0200%1.01000sR

将（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）式代入（2）式得到xxRR。
xxxxRRRR*
结果：xxRRR %7.99P
%100xxrRRE
【注意事项】
1. 电桥不平衡时，检流计先放到粗档位置；接近平衡时，再放到细档位置。
2. 如果调整电阻箱阻值，检流计不能平衡时，应增大比率臂电阻阻值（即R1和R2的阻值）。
3. 电桥通电时间要尽量短，以免因电阻发热而变阻。

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实验二、用惠斯通电桥测电阻

实验二、用惠斯通电桥测电阻

实验二、用惠斯通电桥测电阻
212
R R R U U ac
bc += 433R R R U U ac dc += 平衡时：dc bc U U =，即212
R R R +=4
33R R R + 整理化简后得到：43
2
1R R R R =
= Rx 由此可知：待测电阻Rx 等于2R /3R 与4R 的乘积，通常，称2R ，3R 为比例臂，与此相应的4R 为比较臂，所以电桥由四臂(测量臂、比较臂和比例臂)。

检流计和电源三部分组成。

电桥测量电阻时的精密度也主要取决于电桥的灵敏度。

当电桥平衡时，若比较臂4R 改变一微小量4R δ，电桥将偏离平衡，检流计偏转n 个格，则常用如下的相对灵敏度S:
S=
4
4R R n
δ 如果检流计的鉴别率阀（灵敏阀）为n ∆（取0.2—0.5格），则由电桥灵敏度引入被测量的相对误差为：
S
n
R R ∆=
∆。

惠斯通电桥公式

惠斯通电桥公式

惠斯通电桥公式惠斯通电桥公式是由德国物理学家惠斯通于1854年提出的，用于测量电阻的一个重要公式。

它是基于一个简单的电路，由四个电阻和一个电流源组成。

通过调节其中一个电阻的大小，可以使电桥平衡，从而测量未知电阻的值。

在电桥中，我们有四个电阻，分别用R1、R2、R3和R4来表示。

其中R1和R2称为已知电阻，R3称为未知电阻。

电流源的电流记作I。

当电桥平衡时，即电桥两个对角线上的电势差为零时，可以得到以下公式：R1/R2 = R3/R4这个公式可以用于求解未知电阻R3的值。

通过测量R1、R2、R4的值，就可以计算出R3的数值。

惠斯通电桥公式的应用非常广泛。

首先，它可以用于测量未知电阻的值。

在实际应用中，我们通常可以通过调节已知电阻的大小，使电桥平衡，然后通过公式计算出未知电阻的数值。

这在电路设计和电子工程中非常有用。

惠斯通电桥公式也可以用于测量其他物理量。

例如，我们可以通过将电阻替换为其他物理量的传感器，如温度传感器或压力传感器，来测量温度或压力。

通过调节已知电阻的大小，使电桥平衡，然后通过公式计算出所需物理量的数值。

除此之外，惠斯通电桥公式还有其他应用。

例如，它可以用于测量电导率、电容和电感等。

在科学研究和工程实践中，这些测量是非常重要的。

总结一下，惠斯通电桥公式是测量电阻和其他物理量的一个重要工具。

它通过调节电桥中的已知电阻，使电桥平衡，然后通过公式计算出未知电阻或其他物理量的数值。

这个公式在电路设计、电子工程和科学研究中有着广泛的应用。

通过掌握和理解惠斯通电桥公式，我们可以更好地进行电学实验和工程设计。

惠斯通电桥测电阻实验报告 (1)

惠斯通电桥测电阻实验报告 (1)

惠斯通电桥测电阻实验报告 (1)
惠斯通电桥是一种用来测量电阻的仪器，是一种特殊的变送器，使用四个自身的桥臂来测量被测物体的电阻值。

它的主要优点是测量数值可以较准确、稳定，对测量对象几乎没有影响，而且能够在很宽范围内测量可变电阻。

本次实验，我们使用了惠斯通电桥来测试普通电阻。

在实验前，我们先将电阻测试电路连接好，然后将惠斯通电桥连接在电路中间，使电桥两端分别与电源和电阻之间接触，电阻可以预调到理想的额定值，以准备待测。

接着，我们使用惠斯通电桥的杠杆来微调电阻，使其精确测量电阻值。

特别注意的是，测量只要杠杆处于良好的量程平衡状态即可。

最后，我们记录了每个测试样品的实际电阻值，经分析发现，电阻值接近于所设定的额定值，整个测试准确率较高，说明惠斯通电桥做出的测量结果是准确和可靠的，能够满足实验要求。

总之，本次实验中使用的惠斯通电桥能够准确、快速检测电阻的实际值，其特点是精度高、量程足够宽、操作简单，因此在若干工程领域也有着广泛的应用。

惠斯通电桥

惠斯通电桥

物理实验报告一、【实验名称】 惠斯通电桥测电阻二、【实验目的】1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。

2、学会正确使用箱式电桥测电阻的方法。

3、了解提高电桥灵敏度的几种途径 三、【实验原理】电桥法测量是一种很重要的测量技术。

由于电桥法线路原理简明，仪器结构简单，操作方便，测量的灵敏度和精确度较高等优点，使它广泛应用于电磁测量，也广泛应用于非电量测量。

电桥可以测量电阻、电容、电感、频率、压力、温度等许多物理量。

同时，在现代自动控制及仪器仪表中，常利用电桥的这些特点进行设计、调试和控制。

电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。

直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥，单臂电桥又称为惠斯通电桥，主要用于精确测量中值电阻。

双臂电桥又称为开尔文电桥，主要用于精确测量低值电阻。

本次实验主要是学习应用惠斯通电桥测电阻。

1.惠斯通电桥的线路原理惠斯通电桥的线路原理如图１５－1所示。

四个电阻R 1，R 2，R x 和R S 联成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂，其中：R 1，R 2组成比例臂，R x 为待测臂，R S 为比较臂，四边形的一条对角线AC 中接电源E ，另一条对角线BD 中接检流计G 。

所谓“桥”就是指接有检流计的BD 这条对角线，检流计用来判断B ，D 两点电位是否相等，或者说判断“桥”上有无电流通过。

电桥没调平衡时，“桥”上有电流通过检流计，当适当调节各臂电阻，可使“桥”上无电流，即B ，D 两点电位相等，电桥达到了平衡。

此时的等效电路如图15－2所示。

根据图15－2很容易证明s xR R R R =21即s 21x R R R R ⨯=（15－1）此式即电桥的平衡条件。

如果已知R 1，R 2，R S ，则待测电阻R x 可求得。

设式(１５－1)中的R 1／R 2=K ，则有R x =K ·R S （15－2） 式中的K 称为比例系数。

在箱式电桥测电阻中，只要调K 值而无需分别调R 1、R 2的值，因为箱式电桥上设置有一个旋钮K 值，并不另外分R 1、R 2。