大學物理實驗報告-直流電橋測電阻實驗

1、自組直流電橋測量電阻創(chuàng)建人：總分：得分：一、實驗目的與實驗儀器目的：共10分，得分1.理解惠斯通電橋的平衡原理及橋式電路的特點。2.學會用自組電橋和箱式電橋測電阻的方法。3.了解影響電橋靈敏度的因素，并對測量結(jié)果進行誤差分析。實驗儀器：直流穩(wěn)壓電源，開關，四線電阻箱（3個），滑動變阻器（2個），待測電阻（3個），檢流計，導線若干。二、實驗原理1、惠斯通電橋的工作原理惠斯通電橋原理，如圖6.1.2-1所示。共15分，得分2、電橋的靈敏度圖6.1.2-1電橋是否平衡，是由檢流計有無偏轉(zhuǎn)來判斷的，而檢流計的靈敏度總是有限的，假設電橋在R1/R2=1時調(diào)到平衡，則有Rx=R0，這時若把R0改變一個微小

2、量R0，則電橋失去平衡，從而有電流IG流過檢流計。如果IG小到檢流計覺察不出來，那么人們會認為電橋是平衡的，因而得到Rx=R0+R0，R0就是由于檢流計靈敏度不夠高而帶來的測量誤差Rx。引入電橋的靈敏度，定義為S=n/(Rx/Rx)eqoac(,x)eqoac(,0)式中的Rx是在電橋平衡后Rx的微小改變量（實際上若是待測電阻R不能改變時，可通過改變標準電阻R的微小變化R0來測電橋靈敏度），n是由于Rx引起電橋偏離平衡時檢流計的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，n越大，說明電橋靈敏度越高，帶來的測量誤差就越小。S的表達式可變換為S=n/(eqoac(,R)0/R0)=eqoac(,n/)eqoac(,I)eqoac(

3、,G)（IGeqoac(,/()R0/R0)）=S1S2其中S1是檢流計自身的靈敏度，S2eqoac(,=)IGeqoac(,/()R0/R0)由線路結(jié)構(gòu)決定，故稱電橋線路靈敏度，理論上可以證明S2與電源電壓、檢流計的內(nèi)阻及橋臂電阻等有關。3、交換法（互易法）減小和修正自搭電橋的系統(tǒng)誤差自搭一個電橋，不考慮靈敏度，則R1、R2、R0引起的誤差為Rx/Rx=eqoac(,R)1/R1eqoac(,+)R2/R2+eqoac(,R)0/R0。為減小誤差，把圖6.1.2-1電橋平衡中的R1、R2互換，調(diào)節(jié)R0，使IG=0，此時的R0記為R0,則有Rx=R2/R1R0這樣就消除了R1、R2造成的誤差。

4、這種方法稱為交換法，由此方法測量Rx的誤差為Rx/Rx=1/2(eqoac(,R)0/R0eqoac(,+)R0/R0)即僅與電阻箱R0的儀器誤差有關。若R0選用具有一定精度的標準電阻箱，則系統(tǒng)誤差可以大大減小。三、實驗內(nèi)容和步驟共15分，得分1、按直流電橋?qū)嶒灥膶嶒炿娐穲D，正確連線。2、線路連接好以后，檢流計調(diào)零。3、調(diào)節(jié)直流電橋平衡。4、測量并計算出待測電阻值Rx，微調(diào)電路中的電阻箱，測量并根據(jù)電橋靈敏度公式:S=n/(Rx/Rx)或S=n/(R0/R0)計算出直流電橋的電橋靈敏度。5、記錄數(shù)據(jù)，并計算出待測電阻值。四、數(shù)據(jù)記錄與處理總分值：60得分n1、自組電橋測電阻，測電橋靈敏度SR0

5、/R0交換法由標準電阻計算Rx，電阻箱儀器誤差=0.1待測電阻序號345678910標稱值（）200100061001070027400105000499000(不計分)（1）電源電壓E（V）=20(不計分)（2）檢流計量程（uV）=50(不計分)（3）Rx標稱值（）=1000(25分)（4）待測電阻及電橋靈敏度的測量數(shù)據(jù)表格：電橋平衡電橋不平衡電阻R1R2R0RxRx平均值eqoac(,n)R0SS平均值原始組10001000975.4539.0125.05交換組原975.210001000975.4539.0125.05始組500500975.4323.4125.05975.2975.21

6、25.05交換組原500500975.4323.4125.05始組100100975.4215.6125.05交換組975.2100100975.4215.6125.05RRRR計算過程和結(jié)果：(5分)（5）xxR00R00(5分)（6）待測電阻的測量結(jié)果表達式RRRxxx=R2/（R1*R0）(5分)（7）電橋靈敏度與橋路電阻的關系描述：電橋靈敏度與橋臂阻值成反比。2、直流電橋靈敏度研究(15分)數(shù)據(jù)表格：電壓0.5V1.0V1.5V2.02.5V3.0VR0R0nS580.3137.7521.07580.367.6542.92580.345.5563.77580.332.9588.19580.326.85108.265580.322.75127.82(5分)電橋靈敏度與電路電壓的關系描述：電橋靈敏度與電路電壓成正比。五、實驗感