课程名称大学物理设计性实验 辅导教师 专业班级资源 0942 090年11 开尔文双电桥测低电阻一、前言 电阻是电路的基本元件之一，电阻值的测量是基本的电学测量。 电阻的分类方法很多，通常按种类划分称碳膜电阻、金属电阻、线绕电阻等： 按特性划分称固定电阻、可变电阻、特种电阻（光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻） 等；按伏安特性曲线(电压～电流曲线)的曲直分为线性电阻和非线性电阻（典型 非线性电阻有白炽灯泡中的钨丝、热敏电阻、光敏电阻、半导体二极管和三极管 等）；按阻值大小分为低电阻、中电阻和高电阻。 常用电阻属于中电阻，其测量方法很多，多数也为大家所熟知。而随着科学 技术的发展，常常需要测量高电阻与超高阻（如一些高阻半导体、新型绝缘材料 等），也还需要测量低电阻与超低阻（如金属材料的电阻、接触电阻、低温超导 等），对这些特殊电阻的测量，需要选择合适的电路，消除电路中导线电阻、漏 电电阻、温度等的影响，才能把误差降到最小，保证测量精度。电桥法是一种用 比较法进行测量的方法，它是在平衡条件下将待测电阻与标准电阻进行比较以确 定其待测电阻的大小。电桥法具有灵敏度高、测量准确加上方法巧妙，使用方便、 对电源稳定性要求不高等特点，已被广泛地应用于电工技术和非电量电测中。
二、实验目的 学习使用QJ19型双电桥、电子检流计；学习电桥测电阻不确定度的计算电桥法测电阻， 三、实验原理 开尔文双电桥的解决办法：开尔文电桥是惠斯通电桥的变形，在测量小阻值 电阻时能给出相当高的准确度。其结构如图3所示， 其中R1、R2、R3、R4均为可调电阻，RX为被测低 电阻，RN为低值标准电阻。 与惠斯通单电桥对比，开尔文电桥做了两点重 ：增加了一个由R2、R4组成的桥臂。RN和RX由两端接法改为四端接法。 其中P1P2 构成被测低电阻RX电桥法测电阻，P3P4 是标准低电阻RN ，P1P2 、P3P4 常被 称为为电压接点，C1C2、C3C4称为电流接点。 设计思想 ：将RN和RX的接线电阻和接触电阻巧妙地转移到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中（如图 4），又通过R1R4=R2R3和R′0的设定，消除了附加 电阻的影响，从而保证了测量低电阻时的准确度。 具体地，为保证双电桥的平衡条件，可以有两种设计方式： 保证R3/R1=R4/R2：a.选定两组桥臂之比为M=R3/R1=R2/R4，将RN做成可变的标准电阻，调节RN使电桥平衡; b.选定RN为某固定阻值的标准电阻并选定R1=R2为某 一值，联调R3与R4使电桥平衡。
本实验所用QJ19型单双电桥采用的是第二种方式。 称为为电压接点，C1C2、C3C4称为电流接点。设计思想 ：将RN和RX的接线电阻和接触电阻巧妙地转移到电源内阻和阻值很大 的桥臂电阻中（如图4），又通过R1R4=R2R3 和R′0的设定，消除了附加电阻的影响， 从而保证了测量低电阻时的准确度。 具体地，为保证双电桥的平衡条件，可以有两种设计方式： 保证R3/R1=R4/R2：a.选定两组桥臂之M=R3/R1=R2/R4，将RN做成可变的标准电阻，调节RN使电桥平衡; b.选定RN为某固定阻值的标准电阻并选定R1=R2为某一 值，联调R3与R4使电桥平衡。 本实验所用QJ19型单双电桥采用的是第二种方式。 X的计算：调节R1、R2、R3、R4使电桥平衡。此时，Ig=0，I1 I4，I5=I6，VB VD，且根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）有三式联立求解得 通过联动转换开关，同时调节R1、R2、R3、R，使得 成立测量时接上RX 调节各桥臂电阻使电桥平衡。此时，因为Ig ＝0，可得到被测电阻Rx 。为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻Ri 的阻值(Ri
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