实验二、用惠斯通电桥测电阻

PAGEPAGE4实验二、用惠斯通电桥测电阻实验概述【实验目的及要求】掌握惠斯通电桥测电阻的原理学会正确使用箱式电桥测电阻的方法了解提高电桥灵敏度的几种途径【仪器及用具】箱式电桥、待测电阻、开关、导线【实验原理】“电桥”是很重要的电磁学基本测量仪器之一。它主要用来测量电阻器的阻值、线圈的电感和电容器的电容及其消耗。为了适应不同的测量目的，设计了多种不同功能的电桥，用来精确测量中等阻值（几十欧拇至几十万欧姆）的电阻。惠斯通电桥的原理如图所示。图中ab、bc、cd和da四条支路分别由电阻(Rx)、、和组成，称为电桥的四条桥臂，通常，桥臂ab接待测电阻Rx，其余各臂电阻都是可调节的标准电阻。在bd两对角间连接检流计。开关和限流电阻。在ac两对角线连接电池，开关和限流电阻，当接通开关和后，各支路中均有电流流通，检流计支路起了沟通abc和adc两条支路的作用，可直接比较bd两点的电势，电桥之名由此而来。适当调整各臂的电阻值，可以使流过检流计的电流为零。即，这时称电流达到了平衡，平衡时b、d两点的电势相等。根据分压器原理可知：平衡时：，即=整理化简后得到：=Rx由此可知：待测电阻Rx等于/与的乘积，通常，称，为比例臂，与此相应的为比较臂，所以电桥由四臂(测量臂、比较臂和比例臂)。检流计和电源三部分组成。电桥测量电阻时的精密度也主要取决于电桥的灵敏度。当电桥平衡时，若比较臂改变一微小量，电桥将偏离平衡，检流计偏转n个格，则常用如下的相对灵敏度S:S=如果检流计的鉴别率阀（灵敏阀）为（取0.2—0.5格），则由电桥灵敏度引入被测量的相对误差为：实验内容【实验方案设计】（测量及调节方法）测量中等阻值的电阻，可以选择惠斯通电桥。将待测电阻按照电路图接入电路，构成电桥。在进行测量，要分别选择3个不同的档位进行测量在测量要注意检流计的电流为零才是正确的读数要求测量电桥的相对灵敏度【实验过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）连接好电路，将档位分别选择外接、单电桥。检流计调零，打开电源开关，比例臂选择0.1档，再打开开关，然后对进行调节，使检流计指零。记录数据。将档位选择100/100,1000/1000档，同上进行测量调节比较臂，使检流计指零，再改变一个微小的量，电桥偏离平衡，检流计偏转n个格。记录相应数据，进行计算电桥灵敏度。实验结束后，要整理实验仪器。现象:1在测量过程中，检流计的指针会不断偏转，不稳定。答：因为灵敏度调节过高，检流计能检测到很小的电流。2再用档位100/100,1000/1000进行测量时，得到的结果不一样。答：因为虽然比例值相等，但是精确度不相等，所以得到的结果不一样。【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）表一：测量数据R2/R3=0.11234平均值970.733970.867970.833970.833970.82097.073397.086797.083397.083397.08200.0029R2/R3=100/1001234平均值97.25697.14597.16497.16797.18397.25697.14597.16497.16797.1830.025R2/R3=1000/10001234平均值97.72597.76097.75097.75097.75097.72597.76097.75097.75097.7500.0078表二：测检流计灵敏度（+0.1）档位0.1100/1001000/1000偏转格3115970.897.297.8S29124106924890【数据处理及结果】不确定度主要来源于eq\o\ac(○,1)电阻箱的误差eq\o\ac(○,2)电桥灵敏度误差eq\o\ac(○,3)多次测量的差异先算R2/R3=0.1，=97.08电阻箱引入合成标准不确定度为：电阻箱引入合成标准不确定度为:重复测量得出标准不确定度：合成标准不确定度：同理可得：=97.18=97.75最终结果为：=（97.08+97.18+97.75）/3=97.3