用惠斯通电桥测电阻--实验报告

1、物理实验报告实验题目用惠斯通电桥测电阻姓 名学 号专业班级实验室号D208实验成绩指导教师实验时间2014年 11月 12日物理实验室制 实验目的1、理解并掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法2、学会自搭惠斯通电桥，并学习用交换法减小和修正系统误差3、了解电桥灵敏度的概念4、学习使用箱式惠斯通电桥测中值电阻 实验仪器名称型号直流电阻电桥QJ24直流电源WYK-303滑线式惠斯通电桥多盘十进制电阻器ZX21变阻器BX7-13待测电阻万用表UT39A导线请认真填写实验原理（注意：原理图、测试公式）原理一：惠斯通电桥原理图： 8-1（a）如图，联成一个四边形，每一边称为电桥的一个臂；对角和加上电源，而在

2、对角、间连接检流计，用以比较这两点间电位，所谓“桥”就是指的这条对角线，当桥路两端、等电位时，中无电流通过，称之为“电桥平衡”。 计算过程： IG=0 则UAC=UAD UCB=UDB。 由欧姆定律得 检流计中无电流流过，故 整理得： (8-1) 或 (8-2) 通常称 为比例臂，而 称为比较臂，所以电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成。原理二：用交换法计算该更准确值。 误差来源有两个：一是、本身的误差；一是电桥的灵敏度。（1）用交换法（互易法）消除、本身的误差对测量结果的影响。我们自搭一个电桥，设电桥的灵敏度足够高，主要考虑、引起的误差。此时可用交换法减小和修正这一系统误差。方法是：先用图8-

3、1（a）搭好电桥，调节使G中无电流，记下值可由式（8-2）求。然后将和交换（互易）如图8-1（b）所示，再调节使G中无电流，记下值，可得 (8-3) 则 两式相乘得或 (8-4)这样消除了由、本身的 误差引起的的测量误差，它只与电阻箱的 仪器误差有关，而可选用具有一定精度的标准电阻箱，这样的系统误差就可减小。原理三：提高电桥的灵敏度是在电桥平衡条件下推导出来的，而电桥是否平衡，实验上是看检流计有无偏转来判断。检流计的灵敏度总是有限的。如我们实验中常用的张丝式指针检流计，指针偏转一格所对应的电流大约为A,当通过它的电流比还要小时，指针的偏转小于0.1格，我们就很难觉察出来。假设电桥在时调到了平衡

4、，则有，这时若把增加或减小一个微小量R0，电桥失去平衡，从而有电流流过检流计。如果小到使检流计觉察不出来，那么我们认为电桥还是平衡的，因而得出,就是就是由于检流计灵敏度不够而带来的测量误差，对此我们引入电桥灵敏度的概念，它定义为（单位：格）是在电桥平衡后的微小改变量（实际上带测电阻是不能改变的，改变的是标准电阻），而n是由于电桥偏离平衡而引起的检流计指针偏转格数。如果一个很小的R 能引起较大的n 偏转，则电桥的灵敏度就高，带来的误差也就越小。选用灵敏度高、内阻低的检流计，适当提高电源电压，适当减小桥臂电阻，尽量把桥臂配置成均匀状态，有利于提高电桥灵敏度。实验内容及步骤一：连接电路测电阻。1、用

5、滑线惠斯通电桥测定未知电阻（1）电路连接好之后，调整电表灵敏，断开电源。（2）选择被测电阻及测量参数：选择好待测的电阻，选择作为计算Rx值的比例值(20、200、2000),估算出Ro的近似值。（如Rx为200，=，Ro=约为300）。 注：电压为2.0伏不变。 （3）当Rx值选择后，是滑动D，使D左右长度比值为：=， （4）打开电源，根据的标称值,调节，直至电桥平衡，由计算。 （5）保持不变，交换和的位置，调整使电桥重新达到平衡，比较电阻的示值为。 （6）重复以上步骤，继续测量Rx2，Rx3，记录数据在表1中。1、 用箱式电桥测定未知电阻（1）在已调解好零点的箱式电桥上，对不同数量级的带测电

6、阻， ，进行分别测量，比率臂的选取，应根据带测电阻数值而定，务事能有四位读数。（2） 将接到“”接线柱上，仔细调节比较臂旋钮使检流计指零，得到 （3） 测定电桥的灵敏度时，用改变来代替改变。（5） 重复以上步骤，继续测量Rx2，Rx3等记录数据。 实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）表1 滑线惠斯通电桥测定电阻数据未知电阻标称值（）滑线惠斯登电桥实测值（）202：329.920.9313.520.420.63.00%2002:3298.1208.67134.3201.52052.501%20002：32985.92090.131322.31983.52036.11.81% 未知电阻标称值

7、（）箱式惠斯登电桥实测值（）电桥灵敏度1.30.00113901.390.52%2001390.35130.01130913.090.54%2010654.51300.113001300.00%109117013001130013000.00%10791013000101300130000.00%9017245.6表2 箱式惠斯通电桥测定电请认真填写数据处理、误差分析和实验结论误差分析：误差来源有两个：一是、本身的误差；一是电桥的灵敏度。1.用自组电桥测电阻，实验过程可能出现的故障有： 检流计指针不偏转（排除检流计损坏的可能性） 这种情况的出现，说明桥（检流计）支路没有电流通过，其原因可能是电

8、源回路不通，或者是桥支路不通。 检查故障的方法：先用万用电表检查电源有无输出，然后接通回路，再检查电源与桥臂的两个联接点之间有无电压，最后分别检查桥支路上的导线、开关是否完好（注意检流计不能直接用万用电表电阻档检查）。如果仍未查出原因，则故障必定是四个桥臂中相邻的两相桥臂同时断开。查出故障后，采取相应措施排除（如更换导线、开关、电阻等）。 2 检流计指针偏向一边。 出现这种情况，原因有三种： 原因之一，比例系数（倍率）Kr取值不当，改变Kr的取值，故障即便消失。 不论Kr和Rs取何值，检流计指针始终偏向一边，则有： 原因之二，四个桥臂中必定有一个桥臂断开； 原因之三，四个桥臂中某两个相对的桥臂同时断开。 对于后两种原因引起的故障，只需用一根完好的导线便可检查确定。检查时，首先将Rn调至最大，减小桥臂电流。然后用一根导线将四个桥臂中任一桥臂短路，若检流计指针反向偏转，则说明被短路的桥臂是断开的，可用此导线替换原导线，检查出导线是否断开及电阻是否损坏；若检流计指针偏转方向不变，则说明，被短路桥臂是完好的；若检流计指针不再偏转，则说明对面桥臂是断开的，可进一步判明是导线还是电阻故障，接通后，用同样方法再检查开始被短路的桥臂是否完好。最后，将查出的断开桥