实验报告惠斯通电桥测电阻

发布 2019-05-08 17:59:55 阅读 2301

肇庆学院。

电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告。

12 级电气四班班 f5 组实验合作者张展荣实验日期 2023年4月16日。

姓名: 李海文学号 34号老师评定。

实验题目: 惠斯通电桥测电阻。

一、实验目的:

1. 了解电桥测电阻的原理和特点。

2. 学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。

3. 测出若干个未知电阻的阻值。

二、实验仪器。

三、实验原理:

1. 桥式电路的基本结构。

电桥的构成包括四个桥臂(比例臂r2和r3,比较臂r4,待测臂rx),“桥”——平衡指示器(检流计)g和工作电源e。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器rg(滑线变阻器)。

2. 电桥平衡的条件。

惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(r2、r3、r4、和rx)、一个“桥”(b、d间所接的灵敏电流计)和一个电源e组成。b、d间接有灵敏电流计g。当b、d两点电位相等时,灵敏电流计g中无电流流过,指针不偏转,此时电桥平衡。

所以,电桥平衡的条件是:b、d两点电位相等。此时有。

uab=uad,ubc=udc,由于平衡时,所以b、d间相当于断路,故有。

i4=i3 ix=i2

所以。可得或

一般把称为“倍率”或“比率”,于是。

rx=kr4

要使电桥平衡,一般固定比率k,调节r4使电桥达到平衡。

3. 自组电桥不等臂误差的消除。

实验中自组电桥的比例臂(r2和r3)电阻并非标准电阻,存在较大误差。当取k=1时,实际上r2与r3不完全相等,存在较大的不等臂误差,为消除该系统误差,实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个r4值,然后将r2与r3的位置互相交换(也可将rx与r4的位置交换),按同样方法再测一次得到一个r’4值,两次测量,电桥平衡后分别有:

联立两式得:

由上式可知:交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。

4. 电桥灵敏度。

电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时,电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中,为了便于灵敏度的测量和计算灵敏度对测量结果的影响,多数用电桥的相对灵敏度,用s表示。其定义为。

物理意义:桥臂电阻的单位相对变化所引起的灵敏电流计的偏转格数。

5. 正确使用箱式电桥。

本实验使用的是**23a型电桥,仪器自带工作电源和检流计实验时不需外接(电源和检流计)。

测量时先根据待测电阻的粗测值(用万用电表粗测)选取恰当的比例系数(倍率)kr,选取的原则是在测量时应将测量盘电阻r4的各个刻度盘都用上,保证测量值有足够的有效数字,再将金属柱开关由“外接”位置换接至“内接”位置。

仪器面板上标有b、g字母的按钮,分别表示电源和检流计开关,使用时应断续接通。接通时应先按b钮(先接通电源),再按g钮(后接通检流计);断开时则应先断g钮(先断开检流计),再断开b钮(后断开电源)。测量完毕后应将短路金属柱重新换接至“外接”位置上。

要严格遵守此操作程序,否则,极易损坏检流计。

6. 测量中检流计的保护。

检流计作为平衡指示器,其允许通过的电流非常小,因此在实验过程中特别强调保护检流计。

用自组电桥测量时,应根据待测电阻rx值,调r4与rx近似,调节电桥平衡时,要遵循先粗后细的原则,粗测时,先将rg调至最大,在电桥支路上串入高阻r减小通过检流计的电流;初步平衡后,再将rn调至最小,并将r短接进行细测。

用箱式电桥测量时,应根据待测电阻rx的值,选取适当的倍率kr,并调rs与rx近似,调平衡时,严格执行先接通b(电源),后接通g(检流计);先断开g,后断b的操作程序,实验完毕后应及时将“内接”短路。

7. 自组电桥线路中rg的作用。

滑线变阻器(rg)作为限流器串接于电源回路中,不仅用于调节桥臂电流的大小,而且还对电桥灵敏度起着调节作用。

四、实验内容。

1、选择被测电阻及测量参数:选择好待测的电阻,根据其阻值范围选择合适的k值,由k值确定r2、r3的阻值,保证r4有4位效数字(如rx为250ω,为了保证rx有4位有效数字,r2为100.0ω,r3为1000.

0,r4约为2500ω)。

2、查电源:打开电源,选好输出端,利用电压微调调节输出电压最小,然后关闭电源。

3、接线:按照实验线路图布置仪器,依照回路接线法接线。再检查各实验参数及连线是否正确。

4、测量:检查完成后,打开电源,调一微小电压输出,观察电路反应是否正常,若不正常(如检流计指针通断时不偏转或偏转过大),则再次检查接线及各电阻阻值。正常后,将电压增大至工作电压,进行测量。

5、重复1~4,测量一个电阻共10次,电桥换臂前与换臂后各测量5次。

6、用箱式电桥测量同样八个电阻阻值。

五、数据记录与计算。

1、用自组电桥测电阻及测量其灵敏度。

2、箱式电桥。

3、数据处理

由以上数据结果可知,自组电桥测得电阻的平均值: =2031.6

测得自组电桥的灵敏度的平均值为: =4200.9

自组电桥测量结果:rx=2031

箱式电桥测量结果:rx=511.4

根据结果可知,在误差允许范围内,电桥达到平衡状态时rx/r4=r2/r3=k (k为比率常数)

惠斯通电桥测电阻实验报告

肇庆学院。肇庆学院。电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告。级实验原理 1 桥式电路的基本结构。电桥的构成包括四个桥臂 比例臂r2和r3,比较臂r4,待测臂rx 桥 平衡指示器 检流计 g和工作电源e。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器rg 滑线变阻器 2 电桥平衡的条件。惠斯通电桥 如...

惠斯登电桥测电阻,大学物理实验,实验报告

一 实验目的。a.掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和特点以及对电桥灵敏度的检测。b.学会正确使用箱式电桥和滑线式电桥测量电阻。c.学习消除系统误差的一种方法 交换测量法。二 实验仪器。非平衡电桥,23型箱式惠斯登电桥,指针式检流计,电阻箱,待测热敏电阻,测温装置,加热水杯,导线等。三 实验原理。1 惠斯...