大学物理实验报告-直流电桥测电阻实验

1、自组直流电桥测量电阻创建人：总分：得分：一、实验目的与实验仪器目的：共10分，得分1.理解惠斯通电桥的平衡原理及桥式电路的特点。2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。3.了解影响电桥灵敏度的因素，并对测量结果进行误差分析。实验仪器：直流稳压电源，开关，四线电阻箱（3个），滑动变阻器（2个），待测电阻（3个），检流计，导线若干。二、实验原理1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。共15分，得分2、电桥的灵敏度图6.1.2-1电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改变一个微小

2、量R0，则电桥失去平衡，从而有电流IG流过检流计。如果IG小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到Rx=R0+R0，R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差Rx。引入电桥的灵敏度，定义为S=n/(Rx/Rx)eqoac(,x)eqoac(,0)式中的Rx是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上若是待测电阻R不能改变时，可通过改变标准电阻R的微小变化R0来测电桥灵敏度），n是由于Rx引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。S的表达式可变换为S=n/(eqoac(,R)0/R0)=eqoac(,n/)eqoac(,I)eqoac(

3、,G)（IGeqoac(,/()R0/R0)）=S1S2其中S1是检流计自身的灵敏度，S2eqoac(,=)IGeqoac(,/()R0/R0)由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S2与电源电压、检流计的内阻及桥臂电阻等有关。3、交换法（互易法）减小和修正自搭电桥的系统误差自搭一个电桥，不考虑灵敏度，则R1、R2、R0引起的误差为Rx/Rx=eqoac(,R)1/R1eqoac(,+)R2/R2+eqoac(,R)0/R0。为减小误差，把图6.1.2-1电桥平衡中的R1、R2互换，调节R0，使IG=0，此时的R0记为R0,则有Rx=R2/R1R0这样就消除了R1、R2造成的误差。

4、这种方法称为交换法，由此方法测量Rx的误差为Rx/Rx=1/2(eqoac(,R)0/R0eqoac(,+)R0/R0)即仅与电阻箱R0的仪器误差有关。若R0选用具有一定精度的标准电阻箱，则系统误差可以大大减小。三、实验内容和步骤共15分，得分1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。2、线路连接好以后，检流计调零。3、调节直流电桥平衡。4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=n/(Rx/Rx)或S=n/(R0/R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。5、记录数据，并计算出待测电阻值。四、数据记录与处理总分值：60得分n1、自组电桥测电阻，测电桥灵敏度SR0

5、/R0交换法由标准电阻计算Rx，电阻箱仪器误差=0.1待测电阻序号345678910标称值（）200100061001070027400105000499000(不计分)（1）电源电压E（V）=20(不计分)（2）检流计量程（uV）=50(不计分)（3）Rx标称值（）=1000(25分)（4）待测电阻及电桥灵敏度的测量数据表格：电桥平衡电桥不平衡电阻R1R2R0RxRx平均值eqoac(,n)R0SS平均值原始组10001000975.4539.0125.05交换组原975.210001000975.4539.0125.05始组500500975.4323.4125.05975.2975.21

6、25.05交换组原500500975.4323.4125.05始组100100975.4215.6125.05交换组975.2100100975.4215.6125.05RRRR计算过程和结果：(5分)（5）xxR00R00(5分)（6）待测电阻的测量结果表达式RRRxxx=R2/（R1*R0）(5分)（7）电桥灵敏度与桥路电阻的关系描述：电桥灵敏度与桥臂阻值成反比。2、直流电桥灵敏度研究(15分)数据表格：电压0.5V1.0V1.5V2.02.5V3.0VR0R0nS580.3137.7521.07580.367.6542.92580.345.5563.77580.332.9588.19580.326.85108.265580.322.75127.82(5分)电桥灵敏度与电路电压的关系描述：电桥灵敏度与电路电压成正比。五、实验感