惠斯通电桥测电阻的研究1.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流惠斯通电桥测电阻的研究1.精品文档.惠斯通电桥测电阻的研究姓名：母永方 学号：200902050234 摘要：索本文从电桥灵敏度定义入手，对其表达式进行了分析，并结合学生在实验计算中的疑惑，对电桥结构进行探究关键词：惠斯通电桥 电桥灵敏度 电阻测量 普通物理实验 电桥结构 测量原理实验仪器：万用表，划线变阻器，电阻箱，检流计，直流电源，待测电阻，箱式电桥，开关和导线；实验目的：1.掌握惠斯通电桥测电阻的原理 2.学会使用箱式电桥测电阻的方法 3.了解提高电桥灵敏度的几种方法实验原理： 惠斯通电桥的电路如图所示，图中ab、bc、cd和da四条支路分别由电阻R1、R2、R3和R4组成，称为电桥的四条通臂。通常，桥臂ab接待测电阻R，其余各臂都是可调节的标准电阻。在bd两对角间连接检流计、开关和限流电阻R.在ac两对角间连接电池、开关和限流电阻R.当接通开关S和S后，各支路中均有电流留通，检流计支路起了沟通abc和adc两条支路的作用，可直接比较bd两点的电势。当I=0，电桥达到平衡，ab两点的电势相等。根据分压器原理可知： U=U U= U 平衡时，U= U即 R=R=R当电桥平衡时，若使比较臂R，改变一微小量,电桥偏离平衡，检流计偏转n格，则用灵敏度S表示电桥灵敏度： S=由上式可知，如果检流计的鉴别率为，则由电桥灵敏度引入被测量的相对误差为 =实验步骤： 1仔细观察各仪器面板，了解各旋钮、按钮的作用，对照图62，熟悉整个测量电路。2检查电桥，按钮K1K4应全部松开。检查检流计，后面板上电源插头应插在交流220V处，前面板J3应置于交流220V处。3按图62所示接好线路，接通稳压电源。4接通检流计电源，J1调到“直接”处，调J5使光点尽量靠近零点，然后调J1，使光点正好落在零点，此时J1、J5不可再动。5根据Rx的估计值，从表61上选择R1、R2及电源电压。再根据Rx的估计值由公式Rx =（R1 / R2 ）R推算出R值。6调节R1、R2、R及电源为上面所得的各数值，按下并锁住K4。7检流计的J2调到“×0.01”档，按下K1（若检流计光点偏转不太大，可把K1锁住，若光点左右偏转较大，可按下K3）。调节R（应从大到小调节，即先调×100，再调×10），使光点最接近零点，松开K1。8依次把J2调到“×0.1”档和“×1”档，重复步骤7。9按下K2，调节R，使检流计的光点尽量接近零点。10松开K2、K4，J2调到“短路”，读出数值，并填入表62中。11改变Rx，重复步骤510，将各数值填入表62中。12拆除电路，按要求整理好仪器。实验数据：1 用电阻箱自织电桥测RR()1000200030001500250010002000300015002500R()100200300150250100200300150250R()1035.01017.01000.0922.0950.0978.0993.0990.0992.0997.02.相对灵敏度S的测量RRRn201.4197.0206.453（1）R、R取最大R= R=1000RRRn2100.02010.02300.05 （2）R、R取最小R= R=1000RRRn2143.02053.02274.05 （3）R、R取最小R= R=50RRRn2171.02011.02342.054. R、R取最小对调检流计于电源位置R= R=1000RRRn2192.02099.02272.05箱式电阻RR=100RRRRRRRR55395648558755675645553455535562数据处理R=×1035=103.50 R=101.70R=100.00 R=92.20R=95.00 R=97.80R=99.30 R=99.00R=99.20 R=99.70R=98.74电桥灵敏度S=其中=6.9所以S=145.9电桥灵敏度引入不确定度U（R）=0.08重复测量引入的不确定度为U（R）=U（R）=1.01又因为U=0.2200=0.23 U=0.22000=2.31 U=0.1380=0.22电阻箱引入合成标准不确定度为U=98.74=0.17合成标准不确定度为U=1.06所以 R=98.741.06灵敏度计算：S=72.41S=97.40S=65.59S=67.65待测电阻的计算：=5592.9S=19.6所以R=55929196讨论：1. 与书中例举实验对比该次实验的电桥灵敏度引入误差相近。2. 通过对灵敏度计算发现R、R取最小时，电表灵敏度最高，并且R、R越小灵敏度越高。3. 当R和R越大时，灵敏度越高。4. 相同条件下，检流计与电源对调位置要比原来位置灵敏度高。参考文献：【1】杨述武 等； 普通物理实验.1.力学. 热学部分（第四版） 【2】陈泽章 陈廷侠 新乡学院学报：自然科学版2008年 第4期【3】孙俊侠 淮北煤炭师范学院学报：自然科学版2008年 第3期