直流双臂电桥测电阻 直流电桥测电阻_自然科学_专业资料

实验十直流电桥测电阻电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器，被广泛用来精确测量许多电学量和非电学 量，在自动控制测量中也是常用的仪器之一。按照用途电桥可分为平衡电桥和不平衡电桥； 按照使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥。 直流电桥是用来测量电阻或与电阻有关的物 理量的仪器，待测电阻在 1～1000KΩ时，可用单臂（惠斯登）电桥；若测量 1Ω以下的低电 阻时，则必须使用双臂（凯尔文）电桥。交流电桥（万能电桥）主要用来测量电容、电感等 物理量。[实验目的 实验目的] 实验目的1、 掌握用电桥测量电阻的原理和方法。 2、 学会使用单臂及箱式惠斯登电桥测量电阻。[实验原理 实验原理] 实验原理1、 单臂电桥原理 、 惠斯登电桥（单臂电桥）是最常用的直流电桥，其电路原理图如图 10—1 所示。 I1 R1 Ig A 1.5KΩ R2 I2 K1○ ○B Rs G○ ○C K2 RxDE图 10—1 单电桥原理简图 图中 R1 、 R2 和 R s 是已知阻值的标准电阻直流双臂电桥测电阻，它们和被测电阻 R x 连成一个四边形，每一 条边称作电桥的一个臂。对角 A 和 C 之间接电源 E；对角 B 和 D 之间接有电流计 G 和电键 K，电键上有 1.5 k? 保护电阻，它像桥一样。

若调节 R s 使桥两端的 B 点和 D 点电位相等， 电流计中电流为零，电桥达到平衡，这时可得I 1 R1 = I 2 R2I 1 Rs = I 2 R x两式相除可得（10—1） （10—2）66Rx =R2 Rs R1（10—3）只要电流计足够灵敏，等式（10—3）就能成立，被测电阻 R x 可以从 R1 、 R2 和 R s 三 个已知的标准电阻求得。这一过程相当于把 R x 和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。图 10—2 QJ–23 型直流电桥线路图 本实验中采用 QJ–23 型便携式单臂电桥，它的实际电路图见图 10—2，面板结构如图 10—3 所示。电桥各部件的作用及特点说明如下： （1）比率臂 K 相当于图 10—1 中的 R2 和 R1 ，由 8 个精密电阻组成，其总阻值为 1K Ω，度盘示值 K= 单位。 （2）测量臂 R s 由四个十进位电阻盘组成，最大阻值为 9999Ω，调节 K 和 R s 使电桥平 衡时，被测电阻值为R2 ，即比率，分为从 0.001 到 1000 共七档。图 10—2 中各电阻均以Ω为 R1R x = k × Rs67（10—4）（3）端钮 X1 和 X2 接被测电阻，B+和 B-、G+和 G-分别为外接电源、外接检流计用的接 线端钮。

（4）检流计 G，其灵敏度约 3×10-6A/div，内阻近百欧姆，用以指示电桥平衡与否。 检流计上有调零旋纽，测量前应预先调好检流计零位。实验中，我们把引起仪表示值可觉察 变化的被测量的最小变化值叫灵敏阀（或叫分辨率） ，这里取 0.2 分格所对应的电流值作为 检流计的灵敏阀。 （5）电源及检流计开关，B 是电源按钮开关，实验中不要将此开关按下锁住，以避免 电流热效应引起的阻值变化，而影响仪器测量精度，并且还可以防止电池很快耗尽。检流计 按钮开关 G 一般只能跃按，以避免非瞬时过载而引起的损坏。另有一种 QJ–24 型电桥，它 多了一个 G1 开关，它的作用是测量中先按下 G1 粗调，这时有分流电阻与检流计并联，粗调 平衡后再按开关 G 细调平衡。增设开关 G1 是因为 QJ–24 型的准确度等级更高、检流计更灵 敏的缘故。 用电桥测电阻前直流双臂电桥测电阻，通常应先知道（或用万用表粗测）被测电阻的大约值，然后预设比率 盘和测量盘于相应的大约值，再细调 K 和 R s 之值求出测量值。B×1000×100内G外接接×10BG×1 R2图 10—3 QJ–23 型直流电阻电桥面板图 2、单臂电桥测电阻的误差 平衡电桥法测电阻的误差，主要来自两方面： （1） 电桥灵敏度（ S b ）带来的误差 电桥是否已经平衡， 依赖于判断检流计是否指零。