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
…… …… 余下全文
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
…… …… 余下全文
1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法,理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义;
2、掌握开尔文电桥测量电阻的原理及操作方法;
3、熟悉综合性电桥仪的使用方法及电桥比率和比率电阻的选择原则。
电阻是电路的基本元件之一,电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻,虽然原理简单,但有系统误差。在需要精确测量阻值时,必须用惠斯通电桥,惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1~106Ω)。
惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R0、R1、R2和待测电阻RX连成四边形,每一条边称为电桥的一个臂。在对角A和C之间接电源E,在对角B和D之间接检流计G。因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关KE和KG接通后,各条支路中均有电流通过,检流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作用,好象一座“桥”一样,故称为“电桥”。适当调节R0、R1和R2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流IG = 0,这时,B、D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状。
图6-l 惠斯通电桥原理图 态。这时A、B之间的电势差等于A、D之间的电势差,B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2,由欧姆定律得
I1 RX = I2 R1
I1R0 = I2R2
两式相除,得
(1)
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班 级___信工C班___ 组 别______D______
姓 名____李铃______ 学 号_1111000048_
日 期___2013.4.24__ 指导教师___刘丽峰___
【实验题目】_________用惠斯通电桥测电阻___
【实验目的】
1、掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻的原理;
2、学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法;
3、了解提高电桥灵敏度的几种方法;
4、学会测量单电桥的灵敏度。
【实验仪器】
QJ- 23型箱式电桥,滑线电阻,转柄电阻箱(0~99999.9Ω),检流计,直流电源,待测电阻,开关,导线若干。
【实验原理】
1.惠斯通电桥测量电阻的原理
图5.1是惠斯通电桥的原理图。图中R1、R2和R0是已知阻值的电阻,它们和被测电阻Rx连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂。四边形的对角A和B之间接电源E;对角C和D之间接有检流计G,它像桥一样。电源接通,电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D两点之间的电位不相等时,桥路中的电流IG≠0,检流计的指针发生偏转;当C、D两点之间的电位相等时,“桥”路中的电流IG=0,检流计指针指零,这时我们称电桥处于平衡状态。
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单臂电桥测量中值电阻
实验目的
1. 掌握单臂电桥测量电阻的原理和方法,熟悉滑线变阻器的使用。
2. 学会用交换法减少自搭电桥的测量误差
3. 理解检流计和电桥灵敏度的概念。
实验原理
1、单臂电桥的测量原理
如图如果B、D 两点的电位相等,接上检流计后,指针指零,电桥达到平衡状态,知:R1/R2=Rx/R0
所以 Rx=R1 R0/R2=P R0 (1)
当P 选定后,Rx的测量精度由R0决定。R0的有效数字越多,测量结果就越准确。所以P的选取应以尽量使R0读出最多位数为原则。
2、交换法修正电桥的误差
由(1)式知: (2)
利用交换法测量修正误差,将比较臂R0与被测臂Rx互换位置,重新调节R0至R0′,使电桥平衡,则:
(3)
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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(Rx)、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 IG=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(Rx)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RG和电键KG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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本科实验报告
实验名称:用单臂电桥测电阻
实验13 用单臂电桥测电阻(略写)
【实验目的】
(1)掌握用单臂电桥测量电阻的原理和方法。
(2)学习用交换法减小和消除系统误差。
(3)初步研究电桥的灵敏度。
【实验原理】
单臂电桥,也叫惠斯登电桥,适用于精确测量中值电阻(10~的测量装置。
电桥法测电阻,其实质是把被测电阻与标准电阻相比较,已确定其值。由于电阻的制造可以达到很高的精度,所以用电桥法测电阻也可以达到很高的精度。
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。惠斯登电桥是直流电桥中的单臂电桥;双臂电桥又称为开尔文电桥,适用于测量低电阻(~10Ω)。
单臂电桥的线路原理
单臂电桥的基本线路如图所示。它是由四个电阻R1,R2,Rs,Rx连成一个四边形ACBD,在对角线AB上接上电源E,在对角线CD上接上检流计P组成。接入检流计(平衡指示)的对角线称为“桥”,四个电阻称为“桥臂”。在一般情况下,桥路上检流计中有电流通过,因而检流计的指针偏转。若适当调节某一电阻值,例如改变Rs的大小可使C,D两点的电位相等,此时流过检流计P的电流Ip=0,称为电桥平衡。则有
(1)
(2)
(3)
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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,Rx和RS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,Rx为待测臂,RS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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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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