惠斯通电桥实验报告.doc

学院 3 班 学号 姓名 郑斌 实验日期 教师签字 成绩 【实验名称】 惠斯通电桥测电阻 【实验目的】（1）掌握惠斯通电桥的基本原理。（2）学会自组惠斯通电桥测电阻，掌握QJ23型箱式电桥的使用方法。 （3）了解直流电桥的灵敏度及影响它的因素，平衡电桥测量电阻的误差来源。【实验仪器】 ZX21电阻箱、检流计（或数字电压表）、QJ23型箱式电桥、滑线变阻器、待测电阻、保护电阻、直流稳压电源、导线、开关等。【实验原理】（1） 惠斯通电桥原理1:10，10:1等)并固定不变，然后调节RS使电桥达到平衡。故常将、所在桥臂叫做比例臂，与、相应的桥臂分别叫做测量臂和比较臂。 (如1:1，1:10，10:1)并固定不变，然后调节RS使电桥达到平衡。故常将、所在桥臂叫做比例臂，与、相应的桥臂分别叫做测量臂和比较臂。惠斯通电桥就是一种直流单臂电桥，适用于测中值电阻，其原理电路如图7-4所示。若调节电阻到合适阻值时，可使检流计G中无电流流过，即B、D两点的电位相等，这时称为“电桥平衡”。电桥平衡，检流计中无电流通过，相当于无BD这一支路，故电源E与电阻、可看成一分压电路；电源和（7-3）电阻、可看成另一分压电路。若以C点为参考，则D点的电位与B点的电位分别为 因电桥平故解上面两式可得 上式叫做电桥的平衡条件，它说明电桥平衡时，四个臂的阻值间成比例关系。如果为待测电阻，则有 。选取、简单的比例如（1:1，惠斯通电桥原理图 （2） 电桥的灵敏度电桥的灵敏程度定义： 灵敏度S越大，对电桥平衡的判断就越容易，测量结果也越准确。S的表达式 （3）电桥的测量误差 电桥的测量误差其来源主要有两方面，一是标准量具引入的误差，二是电桥灵敏度引入的误差。为减少误差传递，可采用交换法。交换法：在测定之后，保持比例臂、不变，将比较臂与测量臂的位置对换，再调节使电桥平衡，设此时变为，则有：，由上两式得 。【实验内容】用自组电桥测电阻。（1）按上电路图连接好电路图。（2）根据的粗略值选择合适的比率。如为千位数阻值，比率应选1：10；百位数阻值，则选1：1。另外，为使电桥尽快调到平衡，可先预选的数值，使其前两位数字与的粗略值相同。接通电源开关K1，当电桥平衡时，记下值。（3）用交换法测量：将与的位置交换，重复以上步骤，测出。（4）求出用交换法测得的电阻值。（5）由不确定度传递公式及电阻箱的准确度等级估计的B类不确定度。【数据表格与数据记录】交换法测未知电阻的实验数据记录表格粗略值 1000欧姆 1000欧姆比率R1R2=1001000=110R1R2=100100=11阻值(欧姆)不确定度RsRsRxUrxRsnRsRsRxUxRsn1019102.43230.38762081007103610219.12201实验数据处理：由公式=323.03（欧姆），=1021.4由公式：带入数据S=407.6 S=50.35根据各电阻箱的准确度等级估计的B类不确定度，带入误差传递公式。由误差传递公式: =0.0012=0.009=0.0012323=0.3876 =0.0091021.4=9.1926【小结与讨论】1) 根据实验数据处理结果可知实验精度大致符合实验要求。2) 滑键在什么位置时，测量结果的相对误差最小？答：为了消除由于电阻丝不均匀所产生的误差，我们把RX和R0的位置对调，重新使电桥处于平衡状态，测得电阻丝AD的长度为L1，DC的长度为L2 = L L1由电桥的平衡条件得 我们取两次测量的平均值，作为待测电阻的阻值。最后讨论滑键在什么位置时，测量结果的相对误差最小。由 得所以，RX的相对误差 由知，当时，E有极小值。因此，我们应当这样选择R0 ：当滑键D在电阻丝中央时，使电桥达到平衡状态。注：1、所有电子版实验报告必须使用统一摸版，内容按统一规定编辑。否则不与受理。2、 学院、班、姓名等用宋体（正文）五号，不要加粗。3、 实验名称用宋体（正文）四号，不要加粗。4、 其余项目统一用宋体（正文）五号，不