双电桥法测电阻

1、双臂电桥测低值电阻双臂电桥测低值电阻 综合性实验19 引言 n我们知道，一般惠斯登电桥只宜测几欧姆至兆欧姆范围 内的电阻，阻值再小的电阻，由于有接触电阻和接线电 阻的存在，会给测量带来很大的误差，尤其是当这些附 加电阻和待测电阻可以比拟时，测量误差就更大了。为 了消除这些附加电阻的影响，人们常把低阻做成四端结 构，并采用直流双臂电桥进行测量。双臂电桥的测量方 法和单臂电桥同属比较测量法。本实验将对双臂电桥进 行深入的研究。 实验目的 n1.了解低电阻的结构特点。 n2.掌握双臂电桥测量低阻的原理和方法。 实验仪器实验仪器 nQJ19型直流单双臂电桥、滑线变阻器、标 准低阻R0（0.001，准确

2、到0.05%）、待测黄 铜棍和不锈钢板尺各一只、直流稳压电源、光 点检流计、双刀双掷换向开关、螺旋测微器。 实验原理 n测量原理测量原理 测量电路如图所示，其中R0为标准低阻，RX为待测低阻。四个 比例臂电阻 （具有双比例臂，这便是“双臂电桥”名称的由来） 一般都有意做成几十欧姆以上的阻值，因此它们所在桥臂中接 线电阻和接触电阻的影响便可忽略。两个低阻相邻电压接头间 的电阻设为r，常称做“跨桥电阻”。当检流计G指零时，电桥 达到平衡，于是由基尔霍夫定律可写出下面三个回路方程： 实验原理 n测量原理测量原理 实验原理 n式中I1、I0 、I1分别为电桥平衡时通过电阻R1、R0、的电流。 将（1）

3、式整理有： n n 如果电桥的平衡是在保证 ， 即 的条 件下调得的，那么（2）式 则简化为： )RR(RR 2112021 RRRRX )R(r 21 R r 0RR 2112 RR 1 2 1 2 RR RR 0 1 2 R R R RX 实验原理 n双臂电桥灵敏度双臂电桥灵敏度 n 双臂电桥的灵敏度S可仿照惠斯登电桥的灵敏度来定义。 即双桥平衡后，将比例臂电阻、同步地偏调，若检流计光点偏 移n格，则灵敏度S为： n且 ，故由灵敏度S引入被测量RX的相对误差为： n显见增大S可减小测量误差 2 2 R R n S X X R R n R R n S 2 2 S n R R X X 实验原理

4、 n测量结果的不确定度测量结果的不确定度 n当平衡条件与不是严格相等时，r值越大给测量结果带来的误差也 越大。 n为了克服检流计回路温差电动势对电桥平衡状态的影响，必要时 可将工作电源的极性换向，并将换向前后测得的低阻值取平均 2 1 22 0 2 1 2 2 22 1 2 2 2 ) 1 . 0 ()(k)(k)1( S X 实验内容实验内容 用双臂电桥测量黄铜棍室温下的电阻值及电阻率。 （1）先测量黄铜棍的阻值。实验中所使用的AC15/3型检流 计G，其灵敏度很高（光标偏转一小格只需通约310-9A的 电流），电流大了有可能烧毁检流计，因此在调节双桥平衡 过程中，要注意检流计的安全。为此在

5、电路联接正确的情况 下，可采用逐渐提高电源电压且从高位到低位逐渐同步调节、 使G指零的办法。注意电源电压不得超过5V。 （2）测量样品尺寸。对于黄铜棍：测出待测低阻段的长度、 直径；注意黄铜棍的直径应多次测量（取不同位置测量）后 取平均。 注意事项注意事项 n 1.所用光点检流计要轻拿轻放，用后要拨至短路档。 电路切勿接错，以免烧毁检流计。 n 2.限流电阻一定要接好，电源电压开始时应调得最低， 以保证检流计和电源的安全。电桥接近平衡时才将电 源电压升至5V。 n 3.接通电源时间应尽量短，以免电阻发热影响测量结 果。 n 4.要注意清除被测样品上的锈污。 思考题思考题 n 1.辩认实验中所用标准电阻的电压接头和电流接头。 待测低阻的电压接头和电流接头在实验中又是如何确 定和联接的？ n2.简述双桥测低阻的平衡条件和平衡调节步