发布时间 : 星期四 文章电桥测电阻实验报告更新完毕开始阅读32ec5c341611cc7931b765ce0508763230127416
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(1～106Ω)。
惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R0、R1、R2和待测电阻RX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组成。当开关KE和KG接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了
沟通ABC和ADC两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适当调节R0、R1和R2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流IG = 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-l 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I1和I2，由欧姆定律得
图1
I1 RX = I2 R1 I1 R0 = I2 R2
两式相除，得
RXR?1 R0R2(1)
(1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得
RX?R1R0 (2) R2即待测电阻RX等于R1 / R2与R0的乘积。通常将R1 / R2称为比率臂，将R0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(约10-2～10-4Ω),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）。
改用四线接法后的等效电路为图3。r1，r2串联在电源回路中，其影响可忽略。r3，r4接高电阻，其影响也可忽略。
R R 1 2 实际的电路如图2。
I 1 由电路方程解得 G RrR1'RR'Rx?2R?(2?2)
R1R1'?R2'?rR1R1''2'1R ＇2 R ＇ 1 使r尽量小，并将两对比率臂做成联动机构，尽量
RR2?使 R1RR2R?R?CR。 则 XR1C 1 P 1 I 3 R X P r 2 C I I 2 3 2 E I 2 P2 ＇ R P ＇ 1 C ＇ I 2 3 C＇ 1
图2
数据表格：
1、单电桥测电阻数据记录 测量对象 倍率C 单电阻1 1.00 75.79 75.79 0.1 3 单电阻2 1.00 73.83 73.83 0.1 3 并联电阻 1.00 37.89 37.89 0.02 1 串联电阻 1.00 149.37 149.37 0.1 1 R3/? Rx/? Δ Δn 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：
单电阻1：Δ仪=1*(0.05%*75.59+0.2%*75.59)=0.189；
单电阻2：Δ仪=1*(0.05%*73.83+0.2%*73.83)=0.184；
串联电阻：Δ仪=1*(0.05%*37.89+0.2%*37.89)=0.095；
并联电阻：Δ仪=1*(0.05%*149.37+0.2%*149.37)=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：单电阻2：
串联电阻：
并联电阻：测量结果为：
；
R实=R±U
所以得到下表：
测量值 单电阻1 单电阻2 串联电阻 并联电阻 不确定度 相对不确定度 测量结果 0.189 0.25% 75.59±0.189 0.184 0.25% 73.83±0.184 0.095 0.25% 37.89±0.095 0.448 0.30% 149.37±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
也越高。 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，将大大降低其灵敏度，臂上的电阻值相差太大，也会降低其灵敏度。
4、 还有一些也会造成实验误差，比如：电源电压不太稳定；导线电阻不能
完全忽略；检流计没有调好零点；检流计灵敏度不够高。