实验五--惠斯通电桥测电阻.ppt

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1、大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院惠斯通惠斯通电桥测电阻阻大学物理实验大学物理实验 大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院 实验目的实验目的:1 1、了解惠斯通电桥的原理和电路特点。、了解惠斯通电桥的原理和电路特点。2 2、学会使用自组电桥和箱式电桥测电阻。、学会使用自组电桥和箱式电桥测电阻。3 3、了解消除比例臂带来的误差的一种方法、了解消除比例臂带来的误差的一种方法大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院 实验原理实

2、验原理 R R1 1，R R2 2是已知标准电阻是已知标准电阻 ；R Rs s是可变标准电阻；是可变标准电阻；RxRx是被测电阻是被测电阻 B B，D D间接检流计。接通电路间接检流计。接通电路后，检流计一般不示零，说后，检流计一般不示零，说明明B B，D D两点电位不相等，通两点电位不相等，通过调节过调节R Rs s，使检流计中无电，使检流计中无电流通过（流通过（I IK K=0=0），此时电），此时电达到平衡。达到平衡。大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院令令M=RM=R1 1/R/R2 2，称为，称为“倍率倍率”,用用M M表示

3、，则式（表示，则式（2 2）可写为）可写为Rx=Rx=M MRsRs。因此当电桥调平衡后，只要读出因此当电桥调平衡后，只要读出M M和和R Rs s值，待测电阻值，待测电阻R Rx x便可得到。便可得到。电桥平衡的条件是电桥平衡的条件是B B，D D 两点电位相等两点电位相等 ，即，即又又所以有所以有大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院 电桥相对灵敏度电桥相对灵敏度 检流计偏转一格相当于被测电阻的相对变化为检流计偏转一格相当于被测电阻的相对变化为 。例如。例如S S=50=50（格），则当（格），则当R Rx x改变改变=2%=2%时

4、，检流计可以有一格的偏转。时，检流计可以有一格的偏转。通常观测者可以察觉出通常观测者可以察觉出0.20.2格的偏转，这就是说，由于检流计格的偏转，这就是说，由于检流计灵敏度的因素所带来的测量误差灵敏度的因素所带来的测量误差在一般情况下，在一般情况下，R Rx x是固定电阻，阻值不能改变。可以证是固定电阻，阻值不能改变。可以证明，在电桥平衡时有明，在电桥平衡时有所以上式可写成：所以上式可写成：大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院电源电压:3V470,30mA;3K,10mA;20 K,10mA;实验线路图实验线路图 大学物理实验大学物理

5、实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院 箱式电桥介绍箱式电桥介绍 1.1.将被测电阻连接在将被测电阻连接在X1X1和和X2X2两个两个 端钮间。端钮间。2.2.估测被测电阻之近似值，将倍估测被测电阻之近似值，将倍率旋钮和比较臂旋钮旋至适当档率旋钮和比较臂旋钮旋至适当档位。并调整检流计上的零位调节位。并调整检流计上的零位调节器，使检流计指针停在零线上。器，使检流计指针停

6、在零线上。3.3.按下按钮按下按钮“B0B0”和和“G1G1”，分，分别调整四个比较臂旋钮，直至检别调整四个比较臂旋钮，直至检流计指针基本指零，放开流计指针基本指零，放开“G1G1”，随即再按下，随即再按下“G0G0”，再次调整，再次调整四个比较臂旋钮，直至检流计指四个比较臂旋钮，直至检流计指针指零为止。针指零为止。4.4.操作时应注意，按钮的顺序是操作时应注意，按钮的顺序是先按先按B B后接后接G G，先放，先放G G后放后放大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院 实验任务及操作步骤实验任务及操作步骤 1 1、按实验室提供的自组电桥板

7、及有关器件按图、按实验室提供的自组电桥板及有关器件按图2 2 连接线路，组装惠斯通电桥，并用它来测量未知连接线路，组装惠斯通电桥，并用它来测量未知电阻电阻 。2 2、测电桥相对灵敏度。电桥调平衡后，将、测电桥相对灵敏度。电桥调平衡后，将R Rs s改改变一微小量变一微小量R Rs s，记下检流计指针向左右分别，记下检流计指针向左右分别偏转的格数偏转的格数 。3 3、用箱式电桥测未知电阻、用箱式电桥测未知电阻 。大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院待测电阻标称值倍率M(R1/R2)Rs Rs n1 n2RxRx1470 1Rx23K/3K3 1Rx320K 1待测电阻标称值倍率C表盘读数Rs RxRx14700.1Rx23K1Rx320K10自组电桥自组电桥 箱式电桥箱式电桥 数据记录表格数据记录表格 大学物理实验大学物理实验河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院河南农业大学理学院 数据处理数据处理 待待测结果表达式果表达式自自组电桥：待：待测电阻阻Rx的相的相对不确定度不确定度本装置本装置