电桥测电阻实验报告

1、实验目的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。实验原理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(i-io6Q)。惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R)、Ri、R和待测 电阻RV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

2、组成。当开关Ke沟通ABC和ADC两条支路的作用，好象一座“桥” 一样，故称为“电桥”。适图1 和氐接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了当调节R)、R和艮的大 小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流L二0,这时，B、D两点的电势 相等。电桥的这种状态称为平衡状。图6-1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1 1和12,由欧姆定律得I 1 Rx = I 2 R11 R = 1_2 R2两式相除，得Rx RRo R2(1) (1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得Rx Ro

3、/、(2)R2即待测电阻 忆等于R / R与R)的乘积。通常将R /艮称为比率臂，将R称 为比较 臂。2. 双电桥测低电阻的原理单电桥测几欧姆的低电阻时，由于引线电阻和接触电阻 厂（约10-21（T Q）,已经不可忽略，致使测量值误差较大。改进办法是将其中的低电 阻桥臂改为四端接法，并增接一对高电阻（如图2） o改用四线接法后的等效电路为图3o n. 略。3,4接高电阻，其影响也可忽略实际的电路如图2o由电路方程解得使r尽量小，并将两对比率臂做成联动机构,R2 R2 ) R2R， R2 r (R石丿2串联在电源回路中，其影响可忽E图2Ri Rx数据表格：测量对象单电阻1单电阻2并联电阻串联电阻

4、倍率C1.001.001.001.00Rs/75.7973. 8337. 89149.37Rx/75.7973. 8337. 89149. 37 R%0. 10. 10. 020. 1 n33111、单电桥测电阻数据记录实验步骤:1、按照实验电路图接好电路，选取比率为1.00 ；2、连接待测电阻;3、然后调节电阻，使检流计指零，记录实验数据；4、然后改变接入电阻，依次为单个，并联，串联，记录数据;5、整理好实验仪器；6数据处理；数据处理：1、测量四种方法的接入电阻的仪器误差：仪器误差的计算公式为：A仪二口 %局+匕备)单电阻 1: 仪二1*(0.05%*7559+02%*7559)=0 189

5、 ；单电阻 2: 仪=1*(0.05%*7383+02%*7383)二0 184 ；串联电阻:仪=1*(0.05%*37.89+02%*37 89)=0.095 ；并联电阻:仪二1*(005%*14937+02%*149.37)二0.448 ；2、计算出相对不确定度：合成不确定度的计算公式为：相对不确定度计算公式为：则各电阻相对不确定度为：单电阻1：匚厂恥；询$单电阻2：-弘曲躱串联电阻：-：；并联电阻：测量结果为：R 实二R土 U所以得到下表:测量值 不确定度单电阻10. 189单电阻20. 184串联电阻0. 095并联电阻0. 448相对不确定度：0. 25%0. 25%0. 25%0. 30%测量结果75. 59 0. 18973. 83 0. 18437. 89 0. 095149. 37 0.448误差分析:1、电桥灵敏度与检流计灵敏度成正比，检流计灵敏度越高电桥的灵敏度 也越 咼。2、电桥的灵敏度与电源电压E成正比，为了提高电桥灵敏度可适当提高电源电 压。3、电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值的增大而减小。随着的增大而减小。 臂上的电阻值选得过大，将大大