实验3 直流电桥.doc

实验报告3 直流电桥（惠斯登电桥）测电阻姓名： 班级：一实验目的1. 理解并掌握用电桥电路测定电阻的原理和方法。2. 学会自搭电桥，并学习用交换法减少和修正系统误差。3. 掌握携带式直流单电桥的使用方法，并对测量结果的不确定进行评定。2 【实验仪器】稳压直流电源，电阻箱（3个),检流计，开关，导线，待测电阻，JQ24型电桥。3 【实验原理】1. 原理介绍 惠斯登电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，图3-1是它的电路原理图。图中R1，R2和R是已知阻值的标准电阻，他们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A和C之间接电源E；对角B和D之间接电流计G，它像桥一样。若调节R使检流计中电流为零，桥两端的B点和D点电位相等，电桥达到平衡，这时可得 I1R=I2Rx,I1R1=I2R2;两式相除可得Rx=R2R/R1 (3-1)当R1，R2为已知时，可以通过调节R使电桥达到平衡，从而由式（3-1）求得待测电阻Rx的值。这里R1，R2为电桥的“比率”臂，R为电桥的“比较”臂。2 电桥的测量误差电桥的测量误差主要由两方面的因素决定:一是桥臂电阻R1,R2和R本身的误差;二是电桥的灵敏度.下面分别予以讨论(1) 交换法消除比率臂R1,R2的误差影响保持R1,R2不变,交换R,Rx的位置,调节R使电桥再次达到平衡,设这时电阻植为R,根据电桥平衡条件有 ,Rx=(R1/R2)R由式(3-1)和式(3-2)得R= RR 由于式中不含有R1,R2,就这样消除了由于R1,R2,不准确带来的误差.（2）电桥的灵敏度 测量时，我们根据检流计的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的，不说明通过它的电流绝对为零，而只是反映电流小到检流计测不出来。用来反映检流计对多小的电流都有明显反映的参数，称为检流计的灵敏度。 当电桥达到平衡时,使R改变一个适当的量。R,这时检流计偏转N个小格,定义检流计的灵敏度为S=N/R/RS的物理意义为:比较电阻的单位相对改变量引起检流计的偏转量.S越大,电桥越灵敏,带来的误差越小. 四、实验内容1.自搭电桥（1）按图3-1组装电桥，对待测电阻分别测定；固定R1,R2交换R,Rx位置，再对待测电阻分别测定。（2）测电桥灵敏度：调R使电桥平衡，让检流计指示零；改变R,让检流计偏转25个小格，记下偏转的格数N和R2.用JQ24电桥测定：对每一个待测电阻，都要根据每一被测电阻的标称值，首先选定比率C并预置测量盘，接着调电桥平衡，得到测量盘读数R值。3.列表数据表格并利用公式计算待测电阻值及电桥灵敏度。四、数据处理1.自搭电桥Rx2Rx4Rx5R1038.0210.012.1R1025.2205.212.0根据Rx=RR得出：Rx2=1031.6 Rx4=207.6 Rx5=12.02.箱式电桥Rx2Rx4Rx5C10.10.01R101120211327R101020231329N344R122根据S=N/(R/R),解得：S2=3033 S4=404.2 S5=26.54五、结果分析1.自搭电桥所测的R与R结果相差不大，误差应为系统误差。2.箱式电桥所得灵敏度并不相同，可能与比率有关。由上述实验数据可分析得出，用箱式电桥测电阻要注意比率的选取，实验出现的问题就是整理数据时算出来的数过大有点离谱，未找到原因。待测电阻的阻值越高其灵敏度越低，测出来的数据越不准确。在实验中遇到检流计的指针偏转一边和总不偏转的情况，经检查偏转一边是因为R的阻值太大或太小；R与检流计之间的接线柱接错，总不偏转是因为检流计内部断路。六、讨论分析题（P33 1）在用自组电桥测电阻时，检流计总是偏向一边或总不偏转，分别说明这两种情况可能在何处发生了故障。答：检流计指针不动：(1)检流计损坏;(2)原因可能是电路回路未接通。检流计指针偏向一边：原因可能是电桥的比率臂（倍率）选得不恰当。若是比率臂选择不当，则改变比率臂的值就能使指针偏向另一边.1. 直流电桥测电阻使用的是什么方法？为什么它具有较高的测量精度？答：比较