用惠斯通電橋測(cè)電阻--實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目用惠斯通電橋測(cè)電阻姓 名學(xué) 號(hào)專業(yè)班級(jí)實(shí)驗(yàn)室號(hào)D208實(shí)驗(yàn)成績(jī)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)時(shí)間2014年 11月 12日物理實(shí)驗(yàn)室制· 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解并掌握惠斯通電橋測(cè)電阻的原理和方法2、學(xué)會(huì)自搭惠斯通電橋，并學(xué)習(xí)用交換法減小和修正系統(tǒng)誤差3、了解電橋靈敏度的概念4、學(xué)習(xí)使用箱式惠斯通電橋測(cè)中值電阻· 實(shí)驗(yàn)儀器名稱型號(hào)直流電阻電橋QJ24直流電源WYK-303滑線式惠斯通電橋多盤十進(jìn)制電阻器ZX21變阻器BX7-13待測(cè)電阻萬(wàn)用表UT39A導(dǎo)線請(qǐng)認(rèn)真填寫實(shí)驗(yàn)原理（注意：原理圖、測(cè)試公式）原理一：惠斯通電橋原理圖： 8-1（a）如圖，聯(lián)成一個(gè)四邊形，每一邊稱為電橋的一個(gè)

2、臂；對(duì)角和加上電源，而在對(duì)角、間連接檢流計(jì)，用以比較這兩點(diǎn)間電位，所謂“橋”就是指的這條對(duì)角線，當(dāng)橋路兩端、等電位時(shí)，中無(wú)電流通過(guò)，稱之為“電橋平衡”。 計(jì)算過(guò)程： IG=0 則UAC=UAD UCB=UDB。 由歐姆定律得 檢流計(jì)中無(wú)電流流過(guò)，故 整理得： (8-1) 或 (8-2) 通常稱 為比例臂，而 稱為比較臂，所以電橋由橋臂、檢流計(jì)和電源三部分組成。原理二：用交換法計(jì)算該更準(zhǔn)確值。 誤差來(lái)源有兩個(gè)：一是、本身的誤差；一是電橋的靈敏度。（1）用交換法（互易法）消除、本身的誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。我們自搭一個(gè)電橋，設(shè)電橋的靈敏度足夠高，主要考慮、引起的誤差。此時(shí)可用交換法減小和修正這一系統(tǒng)

3、誤差。方法是：先用圖8-1（a）搭好電橋，調(diào)節(jié)使G中無(wú)電流，記下值可由式（8-2）求。然后將和交換（互易）如圖8-1（b）所示，再調(diào)節(jié)使G中無(wú)電流，記下值，可得 (8-3) 則 兩式相乘得或 (8-4)這樣消除了由、本身的 誤差引起的的測(cè)量誤差，它只與電阻箱的 儀器誤差有關(guān)，而可選用具有一定精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，這樣的系統(tǒng)誤差就可減小。原理三：提高電橋的靈敏度是在電橋平衡條件下推導(dǎo)出來(lái)的，而電橋是否平衡，實(shí)驗(yàn)上是看檢流計(jì)有無(wú)偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷。檢流計(jì)的靈敏度總是有限的。如我們實(shí)驗(yàn)中常用的張絲式指針檢流計(jì)，指針偏轉(zhuǎn)一格所對(duì)應(yīng)的電流大約為A,當(dāng)通過(guò)它的電流比還要小時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)小于0.1格，我們就很難覺(jué)察出來(lái)

4、。假設(shè)電橋在時(shí)調(diào)到了平衡，則有，這時(shí)若把增加或減小一個(gè)微小量R0，電橋失去平衡，從而有電流流過(guò)檢流計(jì)。如果小到使檢流計(jì)覺(jué)察不出來(lái)，那么我們認(rèn)為電橋還是平衡的，因而得出,就是就是由于檢流計(jì)靈敏度不夠而帶來(lái)的測(cè)量誤差，對(duì)此我們引入電橋靈敏度的概念，它定義為（單位：格）是在電橋平衡后的微小改變量（實(shí)際上帶測(cè)電阻是不能改變的，改變的是標(biāo)準(zhǔn)電阻），而n是由于電橋偏離平衡而引起的檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)。如果一個(gè)很小的R 能引起較大的n 偏轉(zhuǎn)，則電橋的靈敏度就高，帶來(lái)的誤差也就越小。選用靈敏度高、內(nèi)阻低的檢流計(jì)，適當(dāng)提高電源電壓，適當(dāng)減小橋臂電阻，盡量把橋臂配置成均勻狀態(tài)，有利于提高電橋靈敏度。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟一

5、：連接電路測(cè)電阻。1、用滑線惠斯通電橋測(cè)定未知電阻（1）電路連接好之后，調(diào)整電表靈敏，斷開電源。（2）選擇被測(cè)電阻及測(cè)量參數(shù)：選擇好待測(cè)的電阻，選擇作為計(jì)算Rx值的比例值(20、200、2000),估算出Ro的近似值。（如Rx為200，=，Ro=約為300）。 注：電壓為2.0伏不變。 （3）當(dāng)Rx值選擇后，是滑動(dòng)D，使D左右長(zhǎng)度比值為：=， （4）打開電源，根據(jù)的標(biāo)稱值,調(diào)節(jié)，直至電橋平衡，由計(jì)算。 （5）保持不變，交換和的位置，調(diào)整使電橋重新達(dá)到平衡，比較電阻的示值為。 （6）重復(fù)以上步驟，繼續(xù)測(cè)量Rx2，Rx3，記錄數(shù)據(jù)在表1中。1、 用箱式電橋測(cè)定未知電阻（1）在已調(diào)解好零點(diǎn)的箱式電橋

6、上，對(duì)不同數(shù)量級(jí)的帶測(cè)電阻， ，進(jìn)行分別測(cè)量，比率臂的選取，應(yīng)根據(jù)帶測(cè)電阻數(shù)值而定，務(wù)事能有四位讀數(shù)。（2） 將接到“”接線柱上，仔細(xì)調(diào)節(jié)比較臂旋鈕使檢流計(jì)指零，得到 （3） 測(cè)定電橋的靈敏度時(shí)，用改變來(lái)代替改變。（5） 重復(fù)以上步驟，繼續(xù)測(cè)量Rx2，Rx3等記錄數(shù)據(jù)。· 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（注意：?jiǎn)挝弧⒂行?shù)字、列表）表1 滑線惠斯通電橋測(cè)定電阻數(shù)據(jù)未知電阻標(biāo)稱值（）滑線惠斯登電橋?qū)崪y(cè)值（）202：329.920.9313.520.420.63.00%2002:3298.1208.67134.3201.52052.501%20002：32985.92090.131322.31983.52

7、036.11.81% 未知電阻標(biāo)稱值（）箱式惠斯登電橋?qū)崪y(cè)值（）電橋靈敏度1.30.00113901.390.52%2001390.35130.01130913.090.54%2010654.51300.113001300.00%109117013001130013000.00%10791013000101300130000.00%9017245.6表2 箱式惠斯通電橋測(cè)定電請(qǐng)認(rèn)真填寫數(shù)據(jù)處理、誤差分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論誤差分析：誤差來(lái)源有兩個(gè)：一是、本身的誤差；一是電橋的靈敏度。1.用自組電橋測(cè)電阻，實(shí)驗(yàn)過(guò)程可能出現(xiàn)的故障有： 檢流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)（排除檢流計(jì)損壞的可能性） 這種情況的出現(xiàn)，說(shuō)明橋（檢流

8、計(jì)）支路沒(méi)有電流通過(guò)，其原因可能是電源回路不通，或者是橋支路不通。 檢查故障的方法：先用萬(wàn)用電表檢查電源有無(wú)輸出，然后接通回路，再檢查電源與橋臂的兩個(gè)聯(lián)接點(diǎn)之間有無(wú)電壓，最后分別檢查橋支路上的導(dǎo)線、開關(guān)是否完好（注意檢流計(jì)不能直接用萬(wàn)用電表電阻檔檢查）。如果仍未查出原因，則故障必定是四個(gè)橋臂中相鄰的兩相橋臂同時(shí)斷開。查出故障后，采取相應(yīng)措施排除（如更換導(dǎo)線、開關(guān)、電阻等）。 2 檢流計(jì)指針偏向一邊。 出現(xiàn)這種情況，原因有三種： 原因之一，比例系數(shù)（倍率）Kr取值不當(dāng)，改變Kr的取值，故障即便消失。 不論Kr和Rs取何值，檢流計(jì)指針始終偏向一邊，則有： 原因之二，四個(gè)橋臂中必定有一個(gè)橋臂斷開； 原因之三，四個(gè)橋臂中某兩個(gè)相對(duì)的橋臂同時(shí)斷開。 對(duì)于后兩種原因引起的故障，只需用一根完好的導(dǎo)線便可檢查確定。檢查時(shí)，首先將Rn調(diào)至最大，減小橋臂電流。然后用一根導(dǎo)線將四個(gè)橋臂中任一橋臂短路，若檢流計(jì)指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，則說(shuō)明被短路的橋臂是斷開的，可用此導(dǎo)線替換原導(dǎo)線，檢查出導(dǎo)線是否斷開及電阻是否損壞；若檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不變，則說(shuō)明，被短路橋臂是完好的；若檢流計(jì)指針不再偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明對(duì)面橋臂是斷開的，可進(jìn)一步判明是導(dǎo)線還是電阻故障，接通后，用同樣方法再檢查開始被短路的橋臂是否完好。最后，將查出的斷開橋臂中壞的導(dǎo)