实验十五   惠斯通电桥测电阻

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

实验器材

1．箱式惠斯通电桥（QJ23型）、    2．电阻箱（ZX21型两只，ZX36型一只）、

3．电阻板、4．检流计、5．滑线变阻器、6．直流稳压电源。

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R₁，R₂，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：R₁，R₂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。

                 

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肇   庆   学   院

电子信息与机电工程学院普通物理实验  课 实验报告

   07 级  电子(1)  班  2B  组 实验合作者李雄  实验日期  20##年4月16日

姓名:  王英   学号  25号    老师评定                          

 

              实验题目：     惠斯通电桥测电阻 

实验目的：

1．了解电桥测电阻的原理和特点。

2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。

3．测出若干个未知电阻的阻值。

实验仪器

电阻箱的型号、规格及各档的等级

实验原理：

1．桥式电路的基本结构。

    电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R₂和R₃，比较臂R₄，待测臂R_x），“桥”——平衡指示器（检流计）G和工作电源E。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R_G（滑线变阻器）。

2．电桥平衡的条件。

      惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R₂、R₃、R₄、和R_x）、一个“桥”（b、d间所接的灵敏电流计）和一个电源E组成。b、d间接有灵敏电流计G。当b、d两点电位相等时，灵敏电流计G中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b、d两点电位相等。此时有

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实验报告举例

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电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告

级组 实验合作者 实验日期 姓名: 王英 学号 25号 老师评定 电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R2和R3，比较臂R4，待测臂Rx），“桥”——平衡指示器（检流计）G和工作电源E。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器RG（滑线变阻器）。

1．电桥平衡的条件。

惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R2、R3、R4、和Rx）、一个“桥”（b、d间所接的灵敏电流计）和一个电源E组成。b、d间接有灵敏电流计G。当b、d两点电位相等时，灵敏电流计G中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b、d两点电位相等。此时有

Uab=Uad，Ubc=Udc， 由于平衡时Ig?0，所以b、d间相当于断路，故有

I4=I3 Ix=I2

所以 IxRx?I4R4 I3R3?I2R2

可得

一般把

c

R4R2?R3Rx 或 Rx?R2R4

R3

R2

?K称为“倍率”或“比率”，于是 R3

Rx=KR4

要使电桥平衡，一般固定比率K，调节R4使电桥达到平衡。 2．自组电桥不等臂误差的消除。

实验中自组电桥的比例臂（R2和R3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R2与R3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R4值，然后将R2与R3的位置互相交换（也可将Rx与R4的位置交换），按同样方法再测

’

一次得到一个R4值，两次测量，电桥平衡后分别有： Rx?联立两式得： Rx?

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一、实验综述

1、实验目的及要求

（1）掌握惠斯登电桥测量中值电阻的原理和特点

（2）学会自搭惠斯登电桥测量未知电阻，并掌握计算测量结果的不确定度

（3）了解电桥林灵敏度对测量结果的影响，以及常用减小测量无差的办法

2、实验仪器、设备或软件

电阻箱三个，灵敏电流计，箱式电桥，电源，滑线变阻器，开关，待测电阻。

二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）

1、自组电桥测电阻

(1)按教材搭好线路，Rx≈20Ω，将滑线变阻器触头放中间。

(2)将标准电阻箱Rs选取同Rx接近的值。

(3)粗调，接通电源，将电源电压升到5V。

(4)细调，将电源电压升到10V，调节Rs使电桥平衡，记录Rs左。

(5)将Rs和Rx变换位置，重复步骤3、4，记录下Rs右。

(6)重复步骤3、4、5，测量三次，最后测平衡时的灵敏度。

取Rx≈20Ω        L₁:L₂=1:1

a.计算Rs左和Rs右的Δ_仪

Rs左=21.2Ω  Δ_仪=0.2*5%+1*2%+20*1%=0.23Ω

Rs右=18.8Ω  Δ_仪=0.8*5%+8*2%+10*1%=0.30Ω

b. 写出Rs左和Rs右的准确表达结果

Rs左=21.2±0.23/=21.2±0.13Ω

Rs右=18.8±0.3/=18.8±0.20Ω

c. 计算出待测电阻的平均阻值Rx=

         Rx=19.96Ω

d. 在Rs左≈Rs右= Rs的情况下，自组电桥的Rx的相对不确定度传递公

式为：

令Rs=R左    则σR=0.087

e．写出间接测量电阻Rx科学测量结果：

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惠斯通电桥测电阻

实验目的

1．了解惠斯通电桥的构造和测量原理

2．熟悉调节电桥平衡的操作步骤

3．了解提高电桥灵敏度的几种途径

实验仪器

万用电表、电阻箱、检流计、滑动变阻器、直流电源、待测电阻、电键、导线、箱式电桥

实验原理

1．惠斯通电桥工作原理

图（一）是惠斯通电桥电路。四个电阻R₁（R_x）、R₂、R₃、R₄，称作电桥的四个桥臂，组成四边形abcd。对角bd之间连接检流计G，构成“桥”，用以比较桥两端的电位。当b和d两点的电位相等时，检流计G指零，即     I_G＝0，电桥达到了平衡状态。此时有

           （1）

即                 （2）

      （3）

两式相除，得         （3’）

或者              （4）

上两式表明：当电桥达到平衡时，电桥相邻臂电阻之比相等，或者说电桥相对臂电阻之乘积相等。若R₂、R₃、R₄为已知，则待测电阻R₁（R_x）可由下式求出

        （5）

通常称R₁为测量臂，R₄、R₃为比例臂，R₂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。与检流计串联的限流电阻R_G和电键K_G都是为在调节电桥平衡式保护检流计，不使其在长时间内有较大电流通过而设置的。

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惠斯登电桥测电阻实验报告(20xx-04-27 12:41:27)转载标签： 杂谈

一、实验目的

（1）掌握惠斯登电桥测电阻的原理

（2）学会正确使用箱式电桥测电阻的方法

（3）了解电桥灵敏度的概念及提高灵敏度的几种方法

二、实验仪器和用具

滑线变阻器（1.9K）、电阻箱、检流计（AC15/4）、直流稳压电源、待测电阻，箱式电桥（QJ23、QJ24）、开关和导线。

三、实验原理

惠斯登电桥可用于精确测量中等阻值（几十欧至几十万欧）的电阻。

电路图如图1

KE、E、RE串联构成主干支路，R1、R2串联构成桥臂支路，R3、R4串联构成另一桥臂支路。在b、d间用检流计作为桥梁，桥中电流由检流计检测。

当 IG =0 ,则电桥达到平衡态

由分压原理可得

其中，R1称做（Rx）测量臂，R2、 R4称做比例臂，R3称做比较臂。

四、实验步骤：

一．用滑线式惠斯登电桥测量电阻Rx

①按照图1接好电路，并把滑动变阻器R0和电阻箱Rt的阻值调到最大。

②用万用电表粗测Rx的大小，或者由电阻标称值读出Rx，然后选取R3，使其接近Rx的数值。

③接通电源，将电键D由AC的中点向左边（或右边）稍稍移动，并快速按一下D键（一触即离），同时注意观察电流计指针的偏转方向。然后把D键由AC线中点稍向相反方向移动，若此时按下电键D，电流计指针偏转与上一次不同，说明电路正常，可以进行测量。

④把电键D大约放在AC线的中点，改变比较臂R3，使电流计指针基本不偏转，然后把限流电阻Rt，R0的阻值逐步调小到0。

⑤改变电键D的位置，使电桥达到平衡。在米尺上读出l1与l2，然后断开电源。（注意米尺可估读到0.01cm）

⑥改变电源极性，重复⑤。

⑦将Rx与R3的位置对调，重复⑤⑥。

⑧再略改变D点位置（基本保持在中点附近），也可略改变R3，重复⑤⑥⑦。测出4-6组数据。先分别算出Rx，再算平均值和不确定度和百分误差。

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实验名称：           惠斯登电桥测电阻                    

同组人：X X  X     实验窒：物电学院电磁实验窒703       时间2011.XX.XX           

                                                                               

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