实验名称：惠斯登电桥测电阻
实验目的：
a．掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和特点以及对电桥灵敏度的检测；
b．学习消除系统误差的一种方法——交换测量法。
实验仪器：
QJ—23直流电阻电桥、滑线变阻器、指针式检流计、电阻箱、待测电阻等。
实验原理和方法：
QJ—23直流电阻电桥使用方法：
本次实验的电压选择3V即可。接通电源后，指零仪转换开关拨向“内接”，旋转调零旋钮，将检流计指针调零。使用时，将待测电阻接在电桥的“
”处，根据待测电阻的近似数值调节好量程倍率和四个电阻箱。然后将“灵敏度”旋钮按逆时针方向旋转到最小，再按下“B”键（电源开关）以及“G”键（检流计开关），此时指针可能不动；适当调高“灵敏度”，让指针偏转，调节电阻箱，使指针回零；再调高“灵敏度”，……最后在最大灵敏度下，使指针回零，则待测电阻为量程倍率K 
总电阻读数
，测量完每一个电阻后，必须放开“B”键，同时将“灵敏度”调节至最小，再换测其他电阻。
惠斯登电桥原理：
如图，当检流计G指零时，存在关系式：
；
；
，由此可得：
；
其中
是比例臂的倍率。
电桥测电阻实际上是将待测电阻与标准电阻比较。标准电阻的精度可以造得很高，可达5位以上的有效数字，只要检流计足够灵敏，待测电阻可达到与标准电阻相同的精度。
使用QJ—23型惠斯登电桥测电阻并测定电桥灵敏度：
假设某一待测电阻在电桥倍率为K、电阻为下取得平衡，当电桥电阻改变
时，假设电桥的检流计指针改变
格，则电桥灵敏度定义为
；灵敏度S反应了电桥对电阻相对变化量的分辨能力，是衡量电桥精度的重要参数。
将前面测过的3个电阻用QJ—23型直流电阻电桥重新测量；在测量每一个电阻时，要求同时测量相应的灵敏度。测量灵敏度时，要求有尽可能大的数值，并应估读一位，可以减少测量误差；若第一次的是在
下取得的，则第二次的应在
下取得，这样两次得到的应很接近，容易判断数据的合理性。测量灵敏度之前，若检流计指针不为零，应将指针临时调零，但测量完灵敏度后开始测量另外一个电阻时，必须重新将指针调零。
使用非平衡电桥测量动态电阻：
非平衡电桥内部电路如图所示：
将1、2、3端短路；8、9端短路，待测电阻接在7、8两端，毫伏表当检流计，当毫伏表指零，即构成惠斯登电桥；此时
。此处的用专用电阻。
固定
、
、
，当随温度变化时，毫伏表显示非零值，的改变数值可以由毫伏表的示数求得，因此可用非平衡电桥测量动态电阻。
测量时，水浴锅内加入适量清水，先不接通电源，取==110Ω，在室温下调节，使毫伏表尽量指零，此时，
，记下室温、
以及毫伏表读数；然后接通水浴锅电源，使水浴锅内的待测电阻加热，以改变其温度，当温度达到一定值后，记录温度和相应的毫伏表读数，继续加热，测定下一组温度的数据，……每间隔10
测量一组数据，直到温度为90为止，记录数据。
以T为横坐标，
为纵坐标，用坐标纸作图。
保持、、数值不变。将换成电阻箱，从110Ω调节电阻箱，记下毫伏表读数；以后每增加5Ω，记录一次毫伏表读数，直至电阻为140Ω为止，并且记录数据。
以R为横坐标，为纵坐标，在同一坐标纸上以适当比例（按同一比例）作图。由此可确定—T图上的每一点所对应的R值：通过该点作水平线，与—R曲线交点对应的R即为所求值
参数及数据记录：见附表的数据记录表
数据处理：曲线图见附表的坐标纸
思考题：
1．为什么用电桥法测电阻比用伏安法准确？若在伏安法中进行电阻修正，其测量结果能达到电桥精度吗？
答：电桥的实质是把未知电阻与标准电阻相比较，而且标准电阻的精度可以制作得很高。因此用电桥测电阻时，只要检流计足够灵敏，且选用标准电阻做桥臂，则待测电阻可以达到其它三臂的标准电阻具有的精度。
电桥电路中的检流计只是用来判断是否有电流通过，并不需要读出电流的数值，所以只要检流计的灵敏度很高，则测量结果的精度就可以很高。
而伏安法测量电阻，需要考虑到许多因素，要进行电流或者电压修正，并且要读出电流示数，这样造成的误差相对电桥来说很大，要达到电桥所达到的精度是相当的困难。
2．何谓电桥灵敏度？测电桥灵敏度时，为什么要尽可能大并且估读一位？
答：电桥灵敏度的定义为：
尽可能大并且估读一位是为了测量的误差，提高测量结果精度。
3．如果要求测量误差小于万分之五，则电桥的灵敏度应为多大？
提示：由
得到：
由此： 
……。（此处应取
）
答：
即：电桥灵敏度应该大于1000。
第二篇：惠斯登电桥物理实验报告
华南师范大学实验报告
学生姓名 学 号
专 业 化学 年级、班级
课程名称 物理实验 实验项目 惠斯登电桥
实验类型 □验证 □设计 □综合 实验时间 2012 年 2 月 29
实验指导老师 实验评分
一、 实验目的：
1.掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和方法
2.了解电桥灵敏度的概念与测量不确定度的关系
二、 原理和方法：
滑线式惠斯登电桥
（1）
（2）
将（1）代入（2）中得：
由于l1＋l2＝l为定长，有
QJ23型箱式惠斯登电桥
1. “Rx”接线柱，用来接被测电阻，左侧下方有三个接线柱，使用箱内的检流计时，用连接片将“外
接”两个接线柱短接；外部需要加接检流计时，
先用连接片将“内接”两个接线柱短接，再将“外
接”两个接线柱和外部检流计相连。使用完毕后，
须用连接片将“内接”两接线柱短接，以保护电
流计。
2. “B”用来接通电源支路，“G”用来接通电流计
支路。测量时应先按下“B”，然后点触“G”，观
察电流计指针是否在0处，然后松开“G”，再松
开“B”。
3. 被测电阻Rx＝比率×R3
三、 实验仪器：
QJ23型电桥，滑线式电桥，电阻箱，检流计，滑线变阻器，直流稳压电源等
四、 实验内容与步骤：
用滑线式惠斯登电桥测量Rx
①按图接好电路，并把滑动变阻器R0和电阻箱Rt的阻值调到最大。
②粗测Rx的大小，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R3，使R3与Rx基本相等（即使电流计指针基本不偏转），然后把Rt的阻值逐步调小，使检流计有足够的灵敏度。
⑤改变电键D的位置，使电桥达到平衡。读出l1(l2 = l－l1)，然后断开电源。
⑥改变电源极性，重复⑤。
⑦将Rx与R3的位置对调，重复⑤⑥,注意对调后原l1处为l2了（即读出l2，l1 = l－l2）。
⑧再略改变R3，重复⑤⑥⑦。测出3-6组数据。先分别算出每组的平均值Rx，再算总平均值、绝对不确定度和相对不确定度。
用QJ23型箱式惠斯登电桥测量三个数量级不同的电阻阻值
①用连接片将“外接”两个接线柱短接，调节灵敏电流计的零点调节旋钮，使电流计指针准确指零。
②接通电源，选择工作的电压。
③接待测电阻Rx，正确选择比率臂的位置（使比较臂电阻“
”指示值始终不为0）。
④先按下电源按钮B，然后轻而快地按下按钮G（一触即离），同时注意观察电流计指针的偏转方向，若指针向右偏转，则表示需要加大倍率或者R3，反之则表示需要减少倍率或者R3。这样反复调节，直到电流计准确指零。
⑤选择三个不同数量级的待测电阻，重复上述步骤进行测量。
⑥测量结束后，用连接片将“内接”两接线柱短接。
五、 原始数据记录及分析：
用滑线式惠斯登电桥测量Rx
（1）
分别将R3、l1、l－l2 的值代入上式求出Rx 的值
（2）①Rx 的平均值=
②绝对不确定度=
=1.70
③相对不确定度=
=
用QJ23型箱式惠斯登电桥测量三个数量级不同的电阻阻值
（1）Rx＝比率×R3
分别将R3、比率的值代入上式求出Rx的值