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实验三 惠斯通电桥测电阻

实验三 惠斯通电桥测电阻. 主讲教师：戚非. 大连大学物理科学与技术学院. 一 . 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。 采用电桥法测量电阻具有 操作简单、读数方便、准确度高、对电源的稳定性要求不高 等优点。. 二 . 实 验 目 的.

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实验三 惠斯通电桥测电阻

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  1. 实验三惠斯通电桥测电阻 主讲教师：戚非 大连大学物理科学与技术学院

  2. 一. 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。 采用电桥法测量电阻具有操作简单、读数方便、准确度高、对电源的稳定性要求不高等优点。

  3. 二. 实 验 目 的 • 掌握惠斯通电桥测电阻的原理； • 学会自己组装电桥测电阻的方法； • 理解电桥灵敏度的意义。

  4. 图1 电桥原理图 三. 实 验 原 理 1. 电桥结构与原理 R1、R2 比率臂 Rs比较臂 Rx 测量臂 电桥平衡: 检流计中无电流通过,B、D两点电压相等。 相邻两臂电阻之比相等. C－倍率

  5. 三. 实 验 原 理 问题1：调节哪个电阻使电桥平衡？ 可变电阻Rs • 问题2：怎样知道电桥平衡？ 检流计指在中央。 问题3：电桥平衡后利用哪个公式计算电阻？ 任务1：调节电桥平衡，测量未知电阻。

  6. 三. 实 验 原 理 2. 电桥的灵敏度 电桥平衡后，将比较臂电阻Rs增加或减少一个微小量△Rs，使检流计指针离开平衡位置△ｎ格，则定义电桥灵敏度S为 影响电桥灵敏度的因素 ①与检流计的灵敏度成正比。 ②与电源的电动势成正比，在保证不超过电阻额定电流的情况下，尽可能提高电源的电动势。 ③与电源的内阻r和串联的限流电阻R有关。增加R可降低电桥的灵敏度，这对寻找平衡规律是有好处的。随着电桥逐渐趋于平衡，R值应逐渐减小到最小值。 ④与四个臂的电阻有关。

  7. 任务二：电阻的测量不确定度及结果表示

  8. 四. 仪 器 介 绍 1 自组电桥电路板 2 电阻箱 3 待测电阻 4 滑线变阻器 5 开关 6 直流电源 7 检流计

  9. B C A D

  10. 图3 AC-5型直流指针式检流计 四. 仪 器 介 绍

  11. 五. 实 验 任务 • 自组电桥并用其测未知电阻RX1 （470Ω， • C＝1/10），RX2 （4.7KΩ，C＝10/1）及 RX1//RX2 （C＝1/1），选做（RX1+RX2） 。 2.及时“跟测”自组电桥的灵敏度。 3. 以一组数据为例，写出数据处理过程的主要步骤(包括不确定度的计算和分析，表示其结果)。 同理列出其余各组数据的处理结果。 数据记录及处理详见P56

  12. 六. 注 意 事 项 1．用自组电桥测量时,对应所测的未知电阻，选择合适 的倍率C，使RS能读出四位以上有效数字(请您事先设计好 记录数据表格)。 2．测电桥灵敏度。电桥平衡后，使RS改变ΔRS，记下检流计相应的偏转格数Δn ，代入公式即可求得 S。为消除检流计指针因偏转方向造成的读数误差，可先令ΔRS1=+a Ω，记下Δn1，再令ΔRS2=-a Ω记下Δn2，则指针偏转量为

  13. 实验要求 • 接线完成后要自己检查，经老师同意后，方可通电。 • 注意检流计的正确使用方法。实验完成后，将检流计关闭。 • 一周后交实验报告。

  14. 思 考 题 1.如果连好实验线路、接通电源后发现： 无论是增加RＳ、还是减小RＳ，检流计的 指针总是向一边偏转，此时电路有何故障？ 2. 如果连好实验线路、接通电源后发现： 检流计的指针总不偏转，此时电路有何 故障？ 3. 如果粗测阻值为 350Ω，R的取值范围为 0.1—99999.9Ω。若使 Rx至少具有四位 有效数字，比值C应如何取值？

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