用惠斯通电桥测电阻--实验报告.docx

物理实验报告
实验题目
用惠斯通电桥测电阻
姓 名
学 号
专业班级
实验室号
D208
实验成绩
指导教师
实验时间
2014年 11月 12日
物理实验室制
逑实验目的
1、理解并掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法
2、学会自搭惠斯通电桥，并学习用交换法减小和修正系统误差
3、了解电桥灵敏度的概念
4、学习使用箱式惠斯通电桥测中值电阻
出实验仪器
名称
型号
直流电阻电桥
QJ24
直流电源
WYK-303
滑线式惠斯通电桥
多盘十进制电阻器
ZX21
变阻器
BX7-13
待测电阻
万用表
UT39A
导线
请认真填写
8-1 (a)
如图，联成一个四边形，每一边称为电桥的一个臂；对角和加上电源，而在对角、问连接 检流计，用以比较这两点间电位，所谓“桥”就是指的这条对角线，当桥路两端、等电位 时，中无电流通过，称之为“电桥平衡”。
计算过程：
IG=0 贝U UAC=UAD
UCB=UDB 。
由欧姆定律得IxRx=IlR| IoRo =I2R2检流计中无电流流过，故 Ii=l2 Ix = l0
整理得:
Rx _ R
R0 R2 (8-1)
c Ri C
RX R0
通常称
R2 (8-2)
R1/R2为比例臂，而 R称为比较臂，所以电桥由桥臂、检流计和电源
三部分组成。
原理二：用交换法计算该更准确值。
误差来源有两个：一是、、本身的误差；一是电桥的灵敏度。
(1)用交换法(互易法)消除、本身的误差对测量结果的影响。
我们自搭一个电桥，设电桥的灵敏度足够高，主要考虑、、引起的误差。此时
可用交换法减小和修正这一系统误差。方法是：先用图 8-1 (a)搭好电桥，调节使 G中
无电流，记下值可由式(8-2)求。然后将和交换(互易)如图 8-1 (b)所示，再调节使
G中无电流，记下值，可得
Rx JR —R2 —R
Rx 一 R1 R2 Ro
Rx = R2 R'0 (8-3)
R1
Rx . R2 R'o
则 1 两式相乘得Rx2 = R0R0或Rx =^RoR0
（8-4）
这样消除了由、本身的 误差引起的的测量误差，它只与电阻箱的 仪器误差有关，而可选 用 Rx：）% 具有一定精度的标准电阻箱，这样的系统误差就可减小。
R2
原理三：提高电桥的灵敏度
R2 c '
Rx = R 0 R1
是在电桥平衡条件下推导出来的，而电桥是否平衡，实验上是看检流计有无偏转来
判断。检流计的灵敏度总是有限的。如我们实验中常用的张丝式指针检流计， 指针偏转一
格所对应的电流大约为10上A,当通过它的电流比10，还要小时，指针的偏转小于 ， 我们就很难觉察出来。假设电桥在 旦=1时调到了平衡，则有R = Rx,这时若把己增加
R2
或减小一个微小量△ R,电桥失去平衡，从而有电流Ig流过检流计。
如果Ig小到使检流计觉察不出来，那么我们认为电桥还是平衡的，因而得出 ，
Rx =R R R0
就是就是由于检流计灵敏度不够而带来的测量误差 &Rx,
对此我们引入电桥灵敏度的概念，它定义为 S=」^ （单位：格）S=」^
Rx / Rx 源x / Rx
△Rx是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上带测电阻 Rx是不能改变的，改变的是标准
电阻R°),而△ n是由于电桥偏离平衡而引起的检流计指针偏转格数。如果一个很小的4 R能引起较大的△ n偏转，则电桥的灵敏度就高，带来的误差也就越小。
选用灵敏度高、内阻低的检流计，适当提高电源电压，适当减小桥臂电阻，尽量把 桥臂配置成均匀状态，有利于提高电桥灵敏度。
一：连接电路测电阻。
1、用滑线惠斯通电桥测定未知电阻
(1)电路连接好之后，调整电表灵敏，断开电源。
(2)选择被测电阻及测量参数：选择女?待测的电阻，选择作为计算 Rx
值的比例值(20Q、200Q >2000Q),估算出Ro的近似值。(如Rx为200Q，8=工,
R2 3
Ro=R^R0约为300Q)。 注：。
Ri
(3)当Rx值选择后，是滑动D,使D左右长度比值为： 氏=2 ,
R2 3
(4)打开电源，根据Rx的标称值，调节飞,直至电桥平衡，由RugRuU®计 R2 12
算 Rxi。
(5)保持li、12不变，交换R0和Rx的位置，调整使电桥重新达到平衡，比较电阻
的示值为Rx =匕后。Rx =%Rr0。 11
(6)重复以上步骤，继续测量 Rx2, Rx3,记录数据在表1中。
1、用箱式电桥测定未知电阻
(1)在已调解好零点的箱式电桥上，对