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
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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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