自组式直流电桥测电阻.docx

大学物理实验报告实验题目：自组式直流电桥测电阻【实验目的与要求】.学习用直流电桥测电阻的原理和方法1 .掌握电桥灵敏度概念，合理处理测量数据.选用自组式电桥测电阻【实验仪器】电压源、滑线变阻器(2个)、四线电阻箱8个)、检流计、待测电阻、电源开关【实验原理】(用自己语言简略表达即可，应包括受力分析图、电路图、理论公式电阻按其阻值可分为高、中、低三 大类，RW1Q的电阻为低值电阻，R>1MQ的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。1、惠斯通电桥的工作原 理惠斯通电桥原理，如图6. 1.2-1所示。图 6. 1.2-12、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥位/R =1时调到平衡， 那么有R二R ,这时假设把R改变一个微小量4R ,那么电桥失去平衡，从而有电流I流过检流计。如果f爪到检流计觉察不 出来，郑女人们会认为小桥是平衡的，因而再到R：R p , AR葩是由于检流丁灵敏度不够高而带来跖测量误差AR、 引入电桥的灵敏度，定义为* 0 °1S=An/(AR/R)式中的AR是在电桥平衡后R的微小改变量(实际上假设是番疯电阻R不能改变时，可通过改变标准电阻R押微小 变化,来测电桥灵敏度)，金息由于(引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，合越大，说明电桥灵敏原越高, 带来的戒量误差就越小。S的表达式可变换其S=An/(AR/ R)= An/AI (AI/CAR/ R) =S S其中S1是检流计自身的灵敏度，S =AI°/(AR/ R°)由线结构茨定，乐称期桥线露灵敏度，理论上可以证明S与， 电源电压、总流计的内阻及桥臂电阻等.关。°° °'3、交换法(互易法)减小和修正自搭电桥的系统误差自搭一个电桥，不考虑灵敏度，那么R ； R : R °引起的误差为AR / R =AR / R +AR / R+AR/ R ;为减小误差，把 图6. 1.2-1电桥平衡中的R、R互换，调*R :使i=0,此时的R记"为iJ,那么有120 c00R=R/ R R 'x 210R =或0 xR.这样就消除了R、R造成的误差。这种方法称为交换法，由此方法测量R .误差为 R/ R=1/2（AR/ R+AR,/ R '）即仅与电阻箱R ”的仪器误差有关。假设R理用具有一定病度向标濯电阻轴，那么系统误差可以大大减小。 【实验内容与步骤】"（简略的总结实验操作3骤）1、按直流电桥实验的电路图正确连线2、连接好电路后，检流计调零3、调节直流电桥平衡4、测量并计算出待测电阻值Rx,微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式：S=An/（AR /R ）;计算出直流 电桥的电桥灵敏度。5t *5、记录数据并计算出待测电阻值 【数据记录】1.自组单臂电桥测电阻（I）记录实验数据:内容123R1（电阻箱1）（。）100012001500R2(电阻箱2)(0)100012001500R0（电阻箱3）（。）568.6568.6568.6R0'（电阻箱3）（。）568.6568.6568.6Rx （未知电阻值）（Q）568.6568.6568.6（2）测量并计算出电桥的灵敏度。记录实验数据:内容123电阻臂R0（Q）568.6568.6568.6变化量R0（Q）8.416.825.2偏转格数nO246直流电桥的灵敏度S= 135. 381【实验分析和思考题】1、检流计有可能不能调到零点，但只要每次偏到那个位置就可以2、电源的电压不稳定和导线端口处的电阻会影响实验结果3、检流计开始的要先按左键来试探一下，防止电流持续性的过大4、在测量开始时，滑动变阻器要尽可能的调大，为了保护电路，而测量过程中，滑动变阻器要调小，因为这样可以增加 灵敏度。