惠斯通電橋測(cè)電阻

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院、專業(yè)生命科學(xué)學(xué)院生物工程姓名學(xué)號(hào)成績(jī)惠斯通電橋測(cè)中值電阻〔目的〕：1、掌握惠斯通電橋測(cè)電阻的原理。2、正確的接線。3、儀器主要是檢流計(jì)的正確使用（第三章P83）、電阻箱和電位器（第三章P93-97）。4、新舊儀器等級(jí)的含義，如何估算儀器誤差(P)。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果不確定度的計(jì)算；了解影響電橋靈敏度的幾個(gè)因素?！矁x器〕：(名稱、規(guī)格或型號(hào))直流穩(wěn)壓電源、AC5/2型直流指針式檢流計(jì)、ZX21型電阻箱3、滑線變阻器、待測(cè)電阻、電位器、換向開關(guān)、導(dǎo)線若干〔原理〕：（惠斯通電橋原理圖，測(cè)量原理、主要公式及減小誤差的方法，實(shí)驗(yàn)中電位器的作用以及其阻值先大后小的意義）電橋平衡判據(jù)：如電路圖中，UB=UD，或。電源接通時(shí)，電橋線路中各支路均有電流通過。當(dāng)B、D兩點(diǎn)之間的電位不相等時(shí)，橋路中的電流，檢流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)B、D兩點(diǎn)之間的電位相等時(shí)，橋路中的電流，檢流計(jì)指針指零（檢流計(jì)的零點(diǎn)在刻度盤的中間），這時(shí)我們稱電橋處于平衡狀態(tài)。減小誤差：實(shí)驗(yàn)中自組電橋的比例臂（R2和R3）電阻并非標(biāo)準(zhǔn)電阻，存在較大誤差。當(dāng)比例臂為1時(shí)，實(shí)際上R2與R3不完全相等，存在較大的不等臂誤差，為消除該系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)可采用交換測(cè)量法進(jìn)行。先按原線路進(jìn)行測(cè)量得到一個(gè)R4值，然后將R2與R3的位置互相交換（也可將Rx與R4的位置交換），按同樣方法再測(cè)一次得到一個(gè)R’4值，兩次測(cè)量，電橋平衡，則RX=2、測(cè)量公式：由電橋平衡的理論條件可得：，為比例臂且R2=R3=500.0，為比較臂。3、電橋相對(duì)靈敏度定義：，在電橋平衡后保持比率臂不變，改變比較臂電阻R4,使得檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)n格。電位器作為限流器串接于電源回路中，不僅用于調(diào)節(jié)橋臂電流的大小，而且還對(duì)電橋靈敏度起著調(diào)節(jié)作用。先調(diào)到最大也起到保護(hù)檢流計(jì)的作用。粗測(cè)時(shí)，將其阻值調(diào)至最大，使橋臂電流減小，降低電橋靈敏度；細(xì)測(cè)時(shí)，將其阻值調(diào)至最小，使橋臂電流增大，提高電橋靈敏度。二、數(shù)據(jù)處理過程及結(jié)論1、原始數(shù)據(jù)（整理列表）R：?jiǎn)挝粸棣窫R2R3R41(+E)R42(-E)4V5005001962.01962．0R3R2R′41(+E)R′42(-E)5005001961.31961.3ER2R3R4(n=﹢2div)(n=-2div)4V5005001962.01970.01970.01953.01953.02、計(jì)算得到待測(cè)電阻的阻值及不確定度，并得到最終結(jié)論R=Rx±UR（具體計(jì)算見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與要求）：ER2R3R41(+E)R42(-E)4V5005001962.01962．01962.01961.6R3R2R′41(+E)R′42(-E)5005001961.31961.31961.3R4為老式，等級(jí)a=0.1級(jí),b：=141961.31962.01.150最終結(jié)論3、計(jì)算電橋相對(duì)靈敏度：ER2R3R4｜△R4｜(n=﹢2div)｜△R′4｜(n=-2div)4V5005001962.08.09.08.5461.6三.習(xí)題1、實(shí)驗(yàn)中如何快速判斷電路是否存在故障，如何快速調(diào)節(jié)電橋平衡測(cè)出電阻？調(diào)節(jié)電阻R4，用小的電阻（比如400歐姆），和用大的電阻（比如5000歐姆）的時(shí)候，檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向不同則無故障。單橋:先預(yù)估阻值,無法預(yù)估的,先降低電橋的靈敏度,然后選比例臂或倍率為1,然后按下電源鍵和檢流計(jì)鍵,根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)多檔電阻盤的首檔,如果檢流計(jì)方向改變,則接著調(diào)下一級(jí)電阻,直至接近平衡,再調(diào)大靈敏度,最終平衡.如果調(diào)節(jié)首檔不變方向,則改變比例臂倍率,可同時(shí)再降低靈敏度,直到平衡.如果始終無法平衡,則可能是電阻開路或短路,或者電橋損壞.2、試分析自組惠斯登電橋下列故障產(chǎn)生的原因：（1）檢流計(jì)指針總偏向一邊，（2）檢流計(jì)指針始終不動(dòng)。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）取值不當(dāng)，改變?nèi)≈?，故障即便消失。不論比例系?shù)（倍率）和比較臂電阻取何值，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)指針反向偏轉(zhuǎn)，則說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，則說明，被短路橋臂是完好的；若檢流計(jì)指針不再偏轉(zhuǎn)，則說明對(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)線或電阻更換，故障便被排除．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)，說明橋（檢流計(jì)）支路沒有電流通過，其原因可能是電源回路不通，或者是橋支路不通。檢查故障的方法是先用萬用電表檢查電源有無輸出，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）。3、在實(shí)驗(yàn)原理電路圖中，如果電阻箱無法準(zhǔn)確讀數(shù)，能否測(cè)出？請(qǐng)說明原因。可以。經(jīng)過換臂以后待測(cè)電阻RX=R4*R4，無需知道R2與

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量記錄（拍照附上實(shí)驗(yàn)課上完成并由教師檢查、