§3.1 用单双臂电桥测电阻

§3.1 用单双臂电桥测电阻 【预习重点】 1.电桥的平衡条件和灵敏度。 2.电桥测电阻时怎样消除系统误差和实现最佳测量条件。 3.箱式电桥的使用方法。

【实验目的】 1.学习和掌握单双臂电桥测电阻的原理和方法。 2.分析并观察电桥线路可能出现的故障。 3.用箱式电桥测电阻。【实验原理】 • 、单臂电桥

1、电桥的结构和平衡条件 单臂电桥的原理电路如图，电阻Rx、R、R1和R2连成一个四边形，每一边称为电桥的一个桥臂。以四边形对角顶点A、B作为输入端，与电源E相连；另两顶点C、D作为输出端，与检流计相连。检流计用来比较两输出端的电位，检验有无电流输出。支路A-E-B和C-G-D称电桥的两个桥路。

电桥的平衡条件：设Rx是待测电阻，其他三个是已知电阻，且可调其阻值。只调R，或调R1和R2的比值，就可使C、D两点电位相等，电桥无输出，通过通过检流计的电流I为零（指针不偏转），这种状态称为电桥平衡。通过R1和R2的电流相同，设为I1，通过R和Rx的电流也相同，设为I2，四个桥臂上的电压有如下关系：即：

由平衡条件得待测电阻： 式中R1和R2称为比例臂，R称为比较臂。 2．电桥的灵敏度电桥平衡后，若改变任一桥臂电阻，必然会破坏平衡，使检流计指针发生偏转。设电桥平衡后，将某一桥臂R改变一小量△R，引起检流计偏转为△n，则定义电桥灵敏度为

3．系统误差的消除 （1）．误差分析。考虑电桥灵敏度对测量结果的影响，可得出不确定度的传播律为式中第4项

本实验比例臂使用0.1级电阻箱，比较臂使用0.02级电阻箱，按级数规定的相对引用误差分别为本实验比例臂使用0.1级电阻箱，比较臂使用0.02级电阻箱，按级数规定的相对引用误差分别为 N为电阻箱的转盘数，R为电阻箱使用时的取值。 R为一次测量，按均匀分布，因此式中的第3项可取

（2）．测量的最佳条件。 二、箱式电桥本电桥为单臂双臂两用电桥，通过开关转换，可以方便地用单臂电桥方式测量1—105Ω的电阻；用双臂电桥方式测量10—10-4Ω的电阻。

【实验仪器】 • 、单双两用电桥

二、电阻箱

三、检流计 1 输入端 2 电流量程选择钮 3接地端 4 调零钮 5 刻度 6 指针

四、电源、滑线变阻器、开关、导线、待测金属膜电阻四、电源、滑线变阻器、开关、导线、待测金属膜电阻【实验内容】一、用单臂电桥测未知电阻 1．由3个电阻箱与1个待测电阻按图接线组成单臂电桥，把1#待测电阻Rx接到桥臂的左端，打开开关，把保护电阻滑线变阻器Rs取为最大。

2．取比例臂电阻R1/R2=1，要求R1>100Ω，然后合上开关，调节R的阻值使检流计指示为零，由于保护电阻Rs为最大，此时电桥的灵敏度较低，电桥可能并未实现平衡，需要减小保护电阻Rs以提高电桥的灵敏度，再看检流计是否指示为零，不是则需要调节R使检流计指示为零。最后要把保护电阻Rs取为零（即电桥灵敏度最高），再调节R的阻值使检流计指示为零，如果单调节R不能使检流计恰好指零，则需要调节R1或R2使检流计指示为零。在此条件下测电桥的灵敏度，给R一个较小的改变量△R，由于电桥失去平衡，检流指示不为零，记录指针的最大偏转格数。2．取比例臂电阻R1/R2=1，要求R1>100Ω，然后合上开关，调节R的阻值使检流计指示为零，由于保护电阻Rs为最大，此时电桥的灵敏度较低，电桥可能并未实现平衡，需要减小保护电阻Rs以提高电桥的灵敏度，再看检流计是否指示为零，不是则需要调节R使检流计指示为零。最后要把保护电阻Rs取为零（即电桥灵敏度最高），再调节R的阻值使检流计指示为零，如果单调节R不能使检流计恰好指零，则需要调节R1或R2使检流计指示为零。在此条件下测电桥的灵敏度，给R一个较小的改变量△R，由于电桥失去平衡，检流指示不为零，记录指针的最大偏转格数。 3．为了提高测量的准确度，把待测电阻Rx换接到桥臂的右端，再按照步骤2测量1次。

二、用箱式电桥测未知电阻 1．用单臂电桥测电阻2# 电源线连到市电上，打开后板上开关，预热10分钟后，灵敏度调至最小，调零使表头指针指零。S开关打向“单”位置，用导线将被测电阻连接到“Rx”两个接线端子上，按表推荐的方案，根据Rx估计值，选择适宜的M值（被率值），尽可能使R的*100盘有一个字。将“内接、外接”开关打向“内接”，按下G开关和B开关。从高到低，调节R各盘值，使表头指针归零或接近零，使电桥平衡或接近平衡。将灵敏度逐渐调至最大，电桥平衡后，测试完毕，抬起B开关，G开关，按下式计算被测电阻值：Rx=MR

2．用双臂电桥测电阻3# 10Ω以下电阻测定应用双桥法测量。被测电阻按四端方式（见图）连接到仪器的C、P、P、C端子上，估计被测电阻值，按表推荐方案，选择好Rs（双桥方式下内附的标准电阻）及M（仅有、供选择），当开关M置于档，则M=100Ω。按下G开关，再按下B开关，快速调整R各值使电桥平衡。如果一次调整不完，可以抬起B开关，过1-2秒再按下B开关，继续前面的平衡操作。电桥平衡后，按下式计算被测电阻：Rx=Rs

§3.1 用单双臂电桥测电阻

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