電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆栈菟雇姌驕y(cè)量電阻的原理及操作方法，理解單臂電橋測(cè)電阻的“三端”法接線的意義；掌握開爾文電橋測(cè)量電阻的原理及操作方法；熟悉綜合性電橋儀的使用方法及電橋比率和比率電阻的選擇原則。實(shí)驗(yàn)原理電阻是電路的基本元件之一，電阻的測(cè)量是基本的電學(xué)測(cè)量。用伏安法測(cè)量電阻，雖然原理簡(jiǎn)單，但有系統(tǒng)誤差。在需要精確測(cè)量阻值時(shí)，必須用惠斯通電橋，惠斯通電橋適宜于測(cè)量中值電阻(1～106Ω)。圖1惠斯通電橋的原理如圖1所示。標(biāo)準(zhǔn)電阻R0、R1、R2和待測(cè)電阻RX連成四邊形，每一條邊稱為電橋的一個(gè)臂。在對(duì)角A和C之間接電源E，在對(duì)角B和D之間接檢流計(jì)G。因此電橋由4個(gè)臂、電源和檢流計(jì)三部分組成。當(dāng)開關(guān)KE和KG接通后，各條支路中均有電流通過，檢流計(jì)支路起了溝通ABC和ADC兩條支路的作用，好象一座“橋”一樣，故稱為“電橋”。適當(dāng)調(diào)節(jié)R0、R1和R2的大小，可以使橋上沒有電流通過，即通過檢流計(jì)的電流IG=0，這時(shí)，B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等。電橋的這種狀態(tài)稱為平衡狀。圖1圖6-l惠斯通電橋原理圖態(tài)。這時(shí)A、B之間的電勢(shì)差等于A、D之間的電勢(shì)差，B、C之間的電勢(shì)差等于D、C之間的電勢(shì)差。設(shè)ABC支路和ADC支路中的電流分別為I1和I2，由歐姆定律得I1RX=I2R1I1R0=I2R2兩式相除，得(1)(1)式稱為電橋的平衡條件。由(1)式得(2)即待測(cè)電阻RX等于R1/R2與R0的乘積。通常將R1/R2稱為比率臂，將R0稱為比較臂。2.雙電橋測(cè)低電阻的原理單電橋測(cè)幾歐姆的低電阻時(shí)，由于引線電阻和接觸電阻(約10-2～10-4Ω),已經(jīng)不可忽略，致使測(cè)量值誤差較大。改進(jìn)辦法是將其中的低電阻橋臂改為四端接法，并增接一對(duì)高電阻（如圖2）。圖2G1I121I2圖2G1I121I2P2P＇2P＇1P1rRC1C22C＇C1＇I3I2I3I3RXER2RR＇R＇實(shí)際的電路如圖2。由電路方程解得使r盡量小，并將兩對(duì)比率臂做成聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，盡量使則。數(shù)據(jù)表格：?jiǎn)坞姌驕y(cè)電阻數(shù)據(jù)記錄測(cè)量對(duì)象單電阻1單電阻2并聯(lián)電阻串聯(lián)電阻倍率C1.001.001.001.0075.7973.8337.89149.3775.7973.8337.89149.37ΔR0.10.10.020.1Δn3311實(shí)驗(yàn)步驟：按照實(shí)驗(yàn)電路圖接好電路，選取比率為1.00；連接待測(cè)電阻；然后調(diào)節(jié)電阻，使檢流計(jì)指零，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；然后改變接入電阻，依次為單個(gè)，并聯(lián)，串聯(lián)，記錄數(shù)據(jù)；整理好實(shí)驗(yàn)儀器；數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)處理：測(cè)量四種方法的接入電阻的儀器誤差：儀器誤差的計(jì)算公式為：?單電阻1：Δ儀=1*(0.05%*75.59+0.2%*75.59)=0.189；單電阻2：Δ儀=1*(0.05%*73.83+0.2%*73.83)=0.184；串聯(lián)電阻：Δ儀=1*(0.05%*37.89+0.2%*37.89)=0.095；并聯(lián)電阻：Δ儀=1*(0.05%*149.37+0.2%*149.37)=0.448；計(jì)算出相對(duì)不確定度：合成不確定度的計(jì)算公式為：U=相對(duì)不確定度計(jì)算公式為：U則各電阻相對(duì)不確定度為：?jiǎn)坞娮?：U單電阻2：U串聯(lián)電阻：Ur并聯(lián)電阻：U測(cè)量結(jié)果為：R實(shí)=R±U所以得到下表：測(cè)量值單電阻1單電阻2串聯(lián)電阻并聯(lián)電阻不確定度0.1890.1840.0950.448相對(duì)不確定度0.25%0.25%0.25%0.30%測(cè)量結(jié)果75.59±0.18973.83±0.18437.89±0.095149.37±0.448誤差分析：電橋靈敏度與檢流計(jì)靈敏度成正比，檢流計(jì)靈敏度越高電橋的靈敏度也越高。電橋的靈敏度與電源電壓E成正比，為了提高電橋靈敏度可適當(dāng)提高電源電壓。電橋靈敏度隨著四個(gè)橋臂上的電阻值的增大而減小。隨著的增大而減小。臂上的電阻