大连理工大学

大学物理实验报告

院（系）    材料学院     专业     材料物理    班级     0705       

姓   名     童凌炜    学号    200767025   实验台号               

实验时间  2008  年  12  月 10 日，第16周，星期  三  第   5-6  节

实验名称          直流平衡电桥测电阻          

教师评语                                                                               

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《基础物理》实验报告

学院： 国际软件学院 专业： 数字媒体技术 2011 年 6 月 3日

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实验报告（双臂电桥测低电阻）

姓名：齐翔

学号：PB05000815

班级：少年班

实验台号：2（15组2号）

实验目的

1．学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。

2．掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。

3．学习利用双臂电桥测低电阻，并以此计算金属材料的电阻率。 实验原理

测量低电阻（小于1?），关键是消除接触电阻和导线电阻对测量的影响。利用四端接法可以很好地做到这一点。

根据四端接法的原理，可以发展成双臂电桥，线路图和等效电路如图所示。?标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。

由图???和图???，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）

?I1R?I3RX?I2R3? ?I1R1?I3Rn?I2R2???I3?I2?R1?I2?R3?R2?

解方程组得 (1)

RX?

?R2R3?RRR1? R1?????R1R3?R2?R1?R1R? (2)

通过联动转换开关，同时调节R1、R2、R3、R，使得R2R3成立，则（2）?R1R

式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri内，则有

Rx?RRn R1 (3)

但即使用了联动转换开关，也很难完全做到R2/R1?R3/R。为了减小(2)式中第二项的影响，应使用尽量粗的导线，以减小电阻Ri的阻值(Ri<0.001?)，使

(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。

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Pb07204001 丁亮

实验课题： 双 臂 电 桥 测 低 电 阻 实验目的：在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率 实验原理：

1、 电阻按照阻值大小可分为高电阻(100K?以上)、中电阻(1??～100K?)和低电阻(1??以下)三种。一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1?，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102 ?电阻的测量?

2、 因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接

由图???和图???，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）

?I1R?I3RX?I2R3?

?I1R1?I3Rn?I2R2

?

??I3?I2?R1?I2?R3?R2?

(1)

解方程组得

RR1

?R2R3??? ??R3?R2?R1?R1R??

RR1

R2R1

R3R

RX?R1?

(2)

通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得

?

成立，则（2）式中第二项为

Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri内，则有

零，待测电阻

RR1

RX?Rn

(3)

实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到R2/R1?R3/R。为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻Ri的阻值(Ri<0.001?)，使(2)式第二项尽量小，

与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。

实验仪器：

本实验所使用仪器有?QJ??型双臂电桥（????级）、JWY型直流稳压电源 （5A15V）、电流表（5A）、RP电阻、双刀双掷换向开关、0.001?标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001??连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计（?C15/4或6型）、千分尺、导线等。

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双臂电桥测低电阻实验报告

实验题目  双臂电桥测低电阻

实验目的  熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。

掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。

了解金属电阻率测量方法的要点。

实验原理 

为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图 3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。

根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图?5和图?6所示。?标准电阻Rn电流头接触电阻为R_in1、R _in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为R_ix1、R _ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为R_n1、R _n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为R_x1、R_x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R₁、R ₂、R₃、R相串连，故其影响可忽略。

由图?5和图?6，当电桥平衡时，通过检流计G的电流I_G = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）

                               (1)

 解方程组得

                     (2) 

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Pb07204001     丁亮

实验课题：  双  臂  电  桥  测  低  电  阻

实验目的：在掌握双臂电桥工作原理的基础上，用双臂电桥测金属材料的电阻率

实验原理：

1、 电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KW以上)、中电阻(1W ～100KW)和低电阻(1W 以下)三种。一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1W，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10^-5~10² W电阻的测量

2、 因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接

由图 5 和图 6 ，当电桥平衡时，通过检流计G的电流I_G = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）

                                    (1)

解方程组得

                 (2) 

通过联动转换开关，同时调节R₁、R ₂、R₃、R，使得成立，则（2）式中第二项为零，待测电阻R_x和标准电阻R_n的接触电阻R_in1、R _ix2均包括在低电阻导线R_i内，则有

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双臂电桥灵敏度探讨

【摘要】：正仪器灵敏度概念在平衡测量、补偿测量中非常重要,它直接影响测量结果的误差和仪器配备等问题。在大学物理实验中,由于所配平衡指示器(如检流计)的灵敏度可能不是很高,所以这个问题比较突出。单臂电桥(惠斯通电桥)的灵敏度已在许多文献中加以讨论,而双臂电桥(开尔文电桥)的灵敏度比单臂电桥的低,讨论的也较少,本文着重对双臂电桥的灵敏度进行讨论。

【关键词】： 双臂电桥电桥灵敏度检流计电桥的相对灵敏度平衡指示器单臂电桥测量结果大学物理实验惠斯通电桥电桥电路图

仪器灵敏度概念在平衡测量、补偿测量中非常重要, 它直接影响测量结果的误差和仪器配备等间题，在大学物理实验中, 由于所配平衡指示器（如检流计）的灵敏度可能不是很高, 所以这个问题比较突出，单臂电桥?的灵敏度已在许多文献中加以讨论, 而双臂电桥的灵敏度比单臂电桥的低, 讨论的也较少, 本文着重对双臂电桥的灵敏度进行讨论。

1、电桥灵敏度的表示

在电桥测量中, 需要用检流计, 检流计有其灵敏度S, 单位为格/ 安.

数值越大, 灵敏度越高，而作为整个仪器, 电桥也有灵敏度，电桥灵敏度有绝对灵敏度和相对灵敏度之分, 绝对灵敏度表示为

式中△R为某一桥臂电阻Rx的改变量, 而△u为检流计的变化量,电桥的相对灵敏度表示为

它们之间无本质上的区别, 本文使用相对灵敏度S.

单臂电桥电路图见图1 , 由基尔霍夫定律可得

2、双桥灵敬度的推导

双臂电桥是在单桥的基础上增加了一组桥臂而成, 它主要用来测量低电阻, 其电路图见图2，r为跨线铜片r值大小将影响大小，如果忽略其接触电阻，将r单独画出，见图3

在推导双桥电路灵敏度时, 先将双桥电路化成单桥、双桥电路中abc三点中的三个电阻Ra、Rb、r 是三角形接法, 见图4 , 利用三角形和星形接法的等效变换, 可以将其变换成星形接法, 见图5 , 并可得

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