单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,实验,3.8,电桥法测量电阻,常州工学院 万志龙,【,实验简介,】,电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式，它不仅可以测量很多电学量，如电阻、电容、电感等，而且配合不同的传感器件，可以测量很多的非电学量，如温度、压力等。,实验室里常用的电桥有惠斯通电桥（单臂电桥）和开尔文电桥（双臂电桥）两种。前者一般用于测量中高值电阻；后者用于测量1欧姆以下的低值或超低值电阻。,用直流单臂,(,惠斯通,),电桥测量中高值电阻,一、实验目的,了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥的工作原理；,2.,掌握用自搭惠斯通电桥测量电阻；,3.,掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。,二、实验仪器实物图,干电池,被测电阻,检流计,多盘十进变阻器,变阻器,变阻器,QJ23,型箱式直流单臂电桥实物图,QJ23,型箱式直流单臂电桥内部电路图,测量范围,/,1-10,10-10,2,10,2,-10,3,10,3,-10,4,10,4,-10,5,10,5,-10,6,10,6,-10,7,比率,0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000,注意：,使用惠斯通电桥测电阻前，应根据粗测值，然后选用合适的比率（尽可能使,R,0,有四位有效数字）,并将比较臂的旋钮旋至适当的位置上，这样可避免因电桥远离平衡状态而使检流计流过太大的电流,。,QJ23,型箱式直流单臂电桥比率选择表,三、实验原理,R,1,、,R,2,均为,固定电阻，,R,x,为,被测电阻，,R,0,为,可调标准电阻，G,为灵敏电流计，,U,s,为工作电源,电压,。,当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有,即,若比例臂 和,R,0,已知，,就,可以求出,被测电阻,R,x,为的阻值,。,四、实验内容,一,.,用自搭惠斯通电桥测电阻,1),按图先摆好仪器，再接好线路。,2),根据被测电阻的阻值范围，以及,R,1,:,R,2,的比例值估算,R,0,的范围。,3),适当调节标准电阻,R,0,直到检流计的指针指“,0”,，记下,R,0,值，按公式算出,R,X,的值。,R,1,R,2,R,x,R,0,二,.,用,QJ23,型箱式直流单臂电桥测电阻,1,调零,2,选择倍率,4,逐步逼近法调节,3,阶越法按下,五、数据记录和处理,(1),用自搭惠斯通电桥测电阻（,R,X1,约几十欧，,R,X2,约,1K,）,R,1,/,R,2,/,R,0,/,R,x,/,/,R,x1,100,100,100,200,100,300,R,x2,1000,1000,1000,2000,1000,3000,R,1,/,R,2,R,0,/,R,X,标称值,R,X,的自搭电桥测量值,相对误差,(2),用,QJ23,型箱式直流单臂电桥测电阻,六、注意事项,在调节电桥平衡时，如果检流计的指针偏转到两个端点位置，切忌长时间按住,B,和,G,两个按钮，因为检流计长时间过载容易损坏。,待测电阻未接入电桥前，严禁按下,B,和,G,按钮，否则因检流计中电流过大而损坏电表。,不能用箱式电桥测试带电线路或有电元件。,实验完毕后，应检查各按钮开关是否均已松开。,七、思考题,用,QJ23,型直流单臂电桥测电阻时，确定比率臂旋钮指示值的原则是什么,?,如果一个待测电阻的大概数值为,35k,，比率臂旋钮的指示值应为多少,?,用直流单臂箱式电桥测电阻时，为什么要用跃接法按“,G”,按钮？操作按钮,B,、,G,的顺序是什么？,用直流双臂,(,开尔文,),电桥测量低值电阻,一、实验目的,1.,了解开尔文电桥的结构；,2.,了解用双臂电桥测低电阻的原理和方法；,3.,学会测量导体的电阻率。,二、实验仪器,QJ44,型直流双臂,(,开尔文,),电桥实物图,QJ44,型箱式直流双臂电桥的版面示意图,QJ44,型直流双臂电桥倍率选择表,倍率,100,10,1,0.1,0.01,被测电阻范围,1.1,11,0.11,1.1,0.011,0.11,0.0011,0.011,0.000011,0.0011,准确度等级,0.2,级,三、实验原理,1.,双臂电桥原理图,R,1,、,R,2,、,R,3,、,R,4,均为可调电阻，,R,x,为被测低电阻，,R,s,为低值标准电阻。,2.,调节,R,1,、,R,2,、,R,3,、,R,4,，,使电桥平衡，可求得,当 时,3.,测量导体的电阻率,实验指出，导体的电阻与其长度,L,成正比，与其横截面积,S,成反比，即：,式中比例系数,称为导体的电阻率，可按下式求出,式中,d,为圆形导体的直径。因此当测得,d,、,L,和,R,之后，可求得导体的电阻率。,四、实验内容,1.,“,B,1”,开关扳到“通”位置，等稳定后，调节检流计指针在零位，灵敏度旋钮在最低位置。,2,.,将被测电阻箱各旋钮指零，接在电桥相应的,C,1、,P,1、,P,2、,C,2,接线柱上。,3.,估计被测电阻大小，选择适当倍率位置。,4.,调节步进读数盘 和滑线读数盘,，,电桥逐步趋于平衡时再逐步加大灵敏度，直至灵敏度达到最高，电桥仍平衡为止。此时,待测电阻,Rx,=,倍率读数,（步进读数+滑线读数）,5.,用游标卡尺测出,P,1,、,P,2,间的长度,l,和不同部位的直径,d,。,6.,求出导体的电阻率,。,五、数据记录和处理,铜棒,1,2,3,4,5,6,平均值,电阻,R,/,长度,L,/mm,直径,d,/mm,电阻率,/(m),计算铜棒不确定度,U,（分别计算,U,R,、,U,L,、,U,d,),然后分别求出,U,L,，,U,d,。,再计算铜的相对不确定度,U,/,:,求出,结果表示为：,参考数据：,式中,为准确度等级，,R,max,为电桥读数的满刻度,(,),六、注意事项,1.,用双臂电桥测电阻时，必须先摁下,B,按钮，再跃接,G,按钮；断开时应先断开,G,按钮，再断开,B,按钮。测量,0.1,以下的电阻时，因工作电流大，,B,按钮应间歇使用。,2.,测量,0.1,以下的电阻时，,C,1,、,P,1,、,C,2,、,P,2,接线柱到被测电阻之间连线的导线电阻应不大于,0.0l,，测量其它阻值时，导线电阻应不大于,0.05,。,3.,所有接头必须干净、接牢，避免接触不良，以减小附加电阻。,七、思考题,1.,惠斯登电桥和开尔文电桥的主要区别是 什么？各自的测量范围是多少？,2.,在双臂电桥使用中，为什么要把被测电 阻作成四端电阻形式？,