实验报告---惠斯通测量电阻[1]
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
成都信息工程学院
物理实验报告
姓名:专业:班级:学号:实验日期:201*-09-03实验教室:5205指导教师:一、实验名称:惠斯通电桥测电阻二、实验目的:
(1)掌握惠斯通电桥测电阻的原理。
(2)学习电路连接和排除简单故障的技能。(3)学习一种消除系统误差的方法。(4)学会正确使用箱式电桥。
三、仪器用具:
电阻箱仪器编号:201*1203116指针式检流计仪器编号:201*0808789箱式电桥仪器编号:19980901112电源仪器编号:19861210557滑线变阻器
导线,开关,待测电阻等。
四、实验原理:
(一)电桥测量原理
用待测电阻与标准电阻进行比较的方法测出待测电阻的值,即比较法测电阻。
如图(1)是惠斯通电桥原理图。由可调标准电阻R1、R2、R0和待测电阻Rx组成一个四边形ABCD。其中R1、R2为比例臂,R0为比较臂,Rx为待测臂。对角线AC上连接电源E;另一对角
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
线BD两端通过一只检流计G连通。电桥的“桥”就是指的这条对角线。在自组电桥时,为保护检流计G,通常在桥路的开关旁并联一只电阻。
电桥接通后,一般在桥路上应有电流流过,检流计的指针会发生偏转。如果适当地调节R1、R2和R0,使D、B两端电势相等,则检流计上无电流流过,指针应指在零位,这时电桥达到平衡。
UABUAD ; IX=I0
IXRXAI1R1BGIgIbRbI2R2EDUBCUDC ; I1=I2
I1R1=IXRX
ICI2R2=I0R0
R1R2RXR0;RX=R1R2R0
图(1)RX=R1R2R0kR0(1)
式中,kR1R2为比例臂的倍率。只要提高R1、R2和R0的准确度,就可以提高待测电阻
Rx的测量准确度。
(二)电桥灵敏度
公式(1)是在电桥平衡时,检流计G中无电流的条件下推出的,实验中要通过观察检流计有无偏转来判断电桥是否平衡。将某一桥臂电阻(如R0)改变一微小量△R0即可引起电检流计偏转△n格,电桥灵敏度S定义为:
Sn(2)R0R0参考实验报告惠斯通电桥测电阻
SnIgIgR0R0S1S2(3)
式(3)中S1为检流计的灵敏度,S2为线路的灵敏度。S1与检流计本身有关。S2与电源电压成正比,与线路的安排有关。
显然,电桥灵敏度S越大,则电阻相对变化相同时,偏转的格数△n越大,对电桥平衡的判断越容易。这也意味着测量的结果越准确。
根据分析,提高电桥灵敏度的途径主要是:在不超过桥电阻额定功率的情况下,可适当提高电源电压E。
(三)交换法消除系统误差
当电桥灵敏度较高时,待测电阻Rx的准确度取决于R1、R2和R0的准确度。若保持R1和R2的值不变,变换R0和Rx的位置进行测量得到
Rx=R2R1(4)R0(5)与(1)联合求得Rx=R0R0从式(5)可知,Rx只与比较臂R0有关,所以可以用交换法消除由于R1和R2数值不准而带来的系统误差。
(四)箱式惠斯通电桥简介
箱式惠斯通电桥是按惠斯通电桥的原理,将电桥各组件装在一个箱子中,为便于携带而设计制成的。一般的箱式惠斯通电桥面板上都有比较臂读数盘(R0读数盘);待测电阻Rx接线柱;比例臂读数盘(读数N=R1/R2);检流计;外接检流计接线柱;检流计开关;电流开关和外接电源接线柱等。被测电阻RxNR0(6)
五、实验内容:
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
(一)自组电桥测电阻
(1)把滑线变阻器分成R1、R2,因为R1、R2的大小最终不会影响实验结果,所以不必十分精确,但根据经验平分为最好。按图(1)连接线路。
(2)电源电压≤15V,为保护检流计把R0调到RX≈1000Ω这时检流计的指针有所偏转。(3)细调R0,使检流计○G的指针指到零,记下R0的读数。
,同理调R0,使检流计○(4)交换R0与Rx的位置,此时的R0变为R0G的指针指到零,记的读数。下R0分别测量六次。以上R0与R0(二)箱式电桥测量步骤如下
(1)将检流计G打向“内接”,调节调零旋钮,使检流计指针指零。(2)将电源“B”打向内接。(3)将待测电阻接到RX的接线柱上。
(4)使比例臂的读数乘上四个比较臂的读数值等于待测电阻的粗值(比例臂的选择要保证R0有四位有效数字)。
把所得读数代入RxNR0中计算出Rx。(三)测电桥灵敏度
电桥灵敏度的测量是在电桥平衡时改变R0为R0R0,读出指针偏转的格数n。测出测量Rx时箱式电桥的电桥灵敏度。测量5次。
六、注意事项:
检流计十分灵敏,不允许通过较大电流,因此接通检流计前,R0一定要先调到粗测值。
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
七、数据记录:
R0()R0′()R01901()R01′()1201R02()R03()R0()
898908902.3R02′()R03′()R0′()119811951198二、箱式电桥测电阻电桥等级f=0.1比率NR0(Ω)RX(Ω)0.1103101031△RX=RXf5%八、数据处理
自组电桥测电阻:
RxR0R0902.311981039.67
△RX(Ω)1
R0(901902.3)(898902.3)(908902.3)22229.46
R0(1201*198)(11981198)(11951198)22223
ERX12(R0R0)2R0R0)212(9.46902.3)(231198)0.005352
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
RRxER1039.670.005355.56
XX九、实验结果
1、自组电桥测电阻结果
Rx(RxR)(10406)XE0.5400Rx
2、箱式电桥测电阻的结果
Rx(10311)
十、问题讨论
电桥测电阻时,若比率臂的选择不好,对测量结果有何影响?
答:比率臂的选择不好会减小R0的有效数字及电桥的灵敏度,影响测量
的精度。
扩展阅读:惠斯通测量电阻——实验报告
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
成都信息工程学院
物理实验报告
姓名:专业:班级:学号:实验日期:201*-09-03实验教室:5205指导教师:
一、实验名称:惠斯通电桥测电阻二、实验目的:
(1)掌握惠斯通电桥测电阻的原理。
(2)学习电路连接和排除简单故障的技能。(3)学习一种消除系统误差的方法。(4)学会正确使用箱式电桥。
三、仪器用具:
电阻箱仪器编号:201*1203116指针式检流计仪器编号:201*0808789箱式电桥仪器编号:19980901112电源仪器编号:19861210557滑线变阻器
导线,开关,待测电阻等。
四、实验原理:
(一)电桥测量原理
用待测电阻与标准电阻进行比较的方法测出待测电阻的值,即比较法测电阻。
如图(1)是惠斯通电桥原理图。由可调标准电阻R1、R2、R0和待测电阻Rx组成一个四边形ABCD。其中R1、R2为比例臂,R0为比较臂,Rx为待测臂。对角线AC上连接电源E;另一对角线BD两端通过一只检流计G连通。电桥的“桥”就是指的这条对角线。在自组电桥时,为保护检流计G,通常在桥路的开关旁并联一只电阻。电桥接通后,一般在桥路上应有电流流IXIbB过,检流计的指针会发生偏转。如果适
当地调节R1、R2和R0,使D、B两端电势RbRXIAGgD相等,则检流计上无电流流过,指针应
I2I1指在零位,这时电桥达到平衡。
IR1CER2-1-
图(1)参考实验报告惠斯通电桥测电阻
UABUAD ; IX=I0UBCUDC ; I1=I2I1R1=IXRX
I2R2=I0R0
R1RXR;RX=1R0R2R0R2RX=R1R0kR0(1)R2式中,kR1R2为比例臂的倍率。只要提高R1、R2和R0的准确度,就可以提高待测电阻Rx的测量准确度。(二)电桥灵敏度
公式(1)是在电桥平衡时,检流计G中无电流的条件下推出的,实验中要通过观察检流计有无偏转来判断电桥是否平衡。将某一桥臂电阻(如R0)改变一微小量△R0即可引起电检流计偏转△n格,电桥灵敏度S定义为:
Sn(2)R0R0nIgS1S2(3)RIg0R0S式(3)中S1为检流计的灵敏度,S2为线路的灵敏度。S1与检流计本身有关。S2与电源电压成正比,与线路的安排有关。
显然,电桥灵敏度S越大,则电阻相对变化相同时,偏转的格数△n越大,对电桥平衡的判断越容易。这也意味着测量的结果越准确。
根据分析,提高电桥灵敏度的途径主要是:在不超过桥电阻额定功率的情况下,可适当提高电源电压E。
(三)交换法消除系统误差
当电桥灵敏度较高时,待测电阻Rx的准确度取决于R1、R2和R0的准确度。
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
若保持R1和R2的值不变,变换R0和Rx的位置进行测量得到
Rx=R2(4)R0R1(5)与(1)联合求得Rx=R0R0从式(5)可知,Rx只与比较臂R0有关,所以可以用交换法消除由于R1和R2数值不准而带来的系统误差。
(四)箱式惠斯通电桥简介
箱式惠斯通电桥是按惠斯通电桥的原理,将电桥各组件装在一个箱子中,为便于携带而设计制成的。一般的箱式惠斯通电桥面板上都有比较臂读数盘(R0读数盘);待测电阻Rx接线柱;比例臂读数盘(读数N=R1/R2);检流计;外接检流计接线柱;检流计开关;电流开关和外接电源接线柱等。被测电阻RxNR0(6)
五、实验内容:
(一)自组电桥测电阻
(1)把滑线变阻器分成R1、R2,因为R1、R2的大小最终不会影响实验结果,所以不必十分精确,但根据经验平分为最好。按图(1)连接线路。
(2)电源电压≤15V,为保护检流计把R0调到RX≈1000Ω这时检流计的指针有所偏转。(3)细调R0,使检流计○G的指针指到零,记下R0的读数。
,同理调R0,使检流计○(4)交换R0与Rx的位置,此时的R0变为R0G的指针指到零,记下R0的读数。
分别测量六次。以上R0与R0(二)箱式电桥测量步骤如下
(1)将检流计G打向“内接”,调节调零旋钮,使检流计指针指零。(2)将电源“B”打向内接。
(3)将待测电阻接到RX的接线柱上。
(4)使比例臂的读数乘上四个比较臂的读数值等于待测电阻的粗值(比例臂的选择要保证R0有四位有效数字)。把所得读数代入RxNR0中计算出Rx。
参考实验报告惠斯通电桥测电阻
(三)测电桥灵敏度
电桥灵敏度的测量是在电桥平衡时改变R0为R0R0,读出指针偏转的格数n。测出测量Rx时箱式电桥的电桥灵敏度。测量5次。
六、注意事项:
检流计十分灵敏,不允许通过较大电流,因此接通检流计前,R0一定要先调到粗测值。
七、数据记录:R0()R0′()R01()901R01′()1201R02()R03()R0()898908902.3R02′()1198R03′()1195R0′()1198
二、箱式电桥测电阻电桥等级f=0.1比率NR0(Ω)RX(Ω)0.1103101031RX=RXf5%八、数据处理自组电桥测电阻:
△RX(Ω)1902.311981039RxR0R0.67
R0(901902.3)2(898902.3)2(908902.3)29.46
2参考实验报告惠斯通电桥测电阻
R0(1201*198)2(11981198)2(11951198)23
21R02R0219.46232())()()0.00535
2R0R02902.31198
ERX
RRxER1039.670.005355.56
XX九、实验结果
自组电桥测电阻结果
Rx(RxRX)(10406)0E0.540Rx箱式电桥测电阻的结果
Rx(10311)
十、问题讨论
电桥测电阻时,若比率臂的选择不好,对测量结果有何影响?
答:比率臂的选择不好会减小R0的有效数字及电桥的灵敏度,影响测量的精度。
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