实验报告模板用惠斯通电桥测电阻

梧州学院学生实验报告

成绩：专业：实验人：实验名称：班别：学号：实验十二指导教师：实验时间：同组实验人：

用惠斯登电桥测电阻

实验目的： 1．掌握用惠斯登电桥测电阻的原理。

2．学会用惠斯登电桥测电阻。 3．了解电桥灵敏度的概念以及提高电桥灵敏度的几种方法。

实验仪器：

电阻箱、灵敏电流计、滑线变阻器、待测电阻、直流电源、毫安表、开关与导线等。【实验原理】1、惠斯登电桥的原理实验原理】惠斯登电桥由四个电阻 R2 , R3 , R4 和 RX 联成一个封闭四边形，在四边形的对角 A 和 B 上接入直流电源，对角 C 和 D 之间接入检流计而组成，如图所示。图中四边形的每一条边称为电桥的一个臂，而 CD 这条对角线就是所谓“桥”“桥”的作。用是将 C 、 D 两点的电位直接进行比较，当 C 、 D 两点电位相等时，检流计 G 中没有电流通过，即 I G = 0 ，电桥便达到了平衡。这时的电桥称为平衡电桥，检流计称为平衡指示器。电桥达到平衡时，因为 C 、 D 两点电位相等，故 U AC = U AD U CB = U DB 根据欧姆定律有： I 1 R X = I 4 R4 ， I 2 R2 = I 3 R3 ，因为 I 1 = I 2 ， I 3 = I 4 所以有

Rx R 4 = R 2 R3

即

Rx =

R2 R4 R3

（12-1）

图中，与检流计串联的电阻 RG 为检流计的保护电阻。 2、电桥的灵敏度定义为：

S =

n ∆RX RX

单位是“格” （12-2）

式中 ∆R X 是在电桥平衡时 R X 的微小改变量， n 是由于 R X 有一微小改变量后，电桥失去平衡引起检流计偏转的格数。实际上，待测电阻 R X 一般不能改变，所以只能改变比较臂的阻值，以

∆R 4 ∆RX 代替，于是（12-2）为： R4 RX

n ∆R 4 R4

（12-3）

电桥灵敏度 S 愈大，表明电桥的灵敏度愈高，判断所得的平衡点愈精确，由电桥灵敏度带来的误差愈小。理论与实验都已证明，电桥的灵敏度与下面几个因素有关：（1）与检流计的电流灵敏度 S 成正比， S 的值大电桥的灵敏度就高。但如果 S 值太大，则电桥不易稳定，平衡调节就比较困难，因此应选用适当灵敏度的检流计。（2）与检流计的内阻 R g 以及串联的电阻 RG 有关， R g 及 RG 越小，电桥的灵敏度越高，反之则低。（3）与电源的电动势成正比。采用交换法进行测量，则可消除比例臂的误差。交换法就是在进行一次测量之后，在保持比例臂

不变的情况下，将待测电阻与比较电阻交换位置再进行一次测量，取两次测量结果的几何平均值为待 ′ 测电阻的准确值。设第一次测量比较臂读数为 R4 ，第二次测量比较臂读数为 R4 ，则： Rx = R 4 R ′4 （12-7）由电桥灵敏度的限制带来的误差设电桥的灵敏度为 S ，检流计偏转格数的分辩率，

即读数误差为 ∆n （根据情况可取 ∆n = 0.1 或

0.2 格），则电桥灵敏度的限制带来的误差（以 ∆RX 表示）为：

【实验内容及步骤】实验内容及步骤】自组惠斯登电桥测电阻

∆RX =

∆n RX S

（12-9）

（1）按图用电阻箱及待测电阻组装电桥，电源电压 E = 3.0V 。（2）测量前，先用万用电表粗测 R X 值。取比例臂电阻 R2 = R3 = 200Ω , 调节 RG , R E 至最大值，粗调 R4 ，使检流计指零，电桥平衡。再调节 RG , R E 至 0，细调 R4 ，使电桥平衡，记录测量数据，根据（12-1）式计算待测电阻 R X 。（3）调节 R4 ，使检流计偏转 1 格或 2 格 n = 1或2 ）如果当检流计 G 指针向左偏转时记为 n(+ ) ，（。

∆R4 (−) ，根据（12-3）式可求得电桥灵敏度 S 。 ′ （4）将 R X 与 R4 交换位置，调节 R4 使电桥平衡，记下此时 R4 的读数为 R4 ，根据（12-7）式可求得待测电阻 R X 。（5）根据（12-9）式计算 R X 的测量误差，写出测量结果。

【实验数据记录及处理】实验数据记录及处理】表（12-2）数据记录表次数注：第 2 次测量为 R X 与 R4 交换位置所得

对应的 R4 改变量记为 ∆R4 ( + ) ，那么当检流计 G 指针向右偏转时则记为 n(−) ，对应的 R4 改变量记为

∆R4 (+)

n(+ )

∆R4 (−)

n(−)

1 2