单臂电桥测量中值电阻标准报告

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1、单臂电桥测量中值电阻实验目的1．掌握单臂电桥测量电阻的原理和方法，熟悉滑线变阻器的使用。2．学会用交换法减少自搭电桥的测量误差3．理解检流计和电桥灵敏度的概念。实验原理单臂电桥测电阻原理图Ｇ1、单臂电桥的测量原理如图如果B、D两点的电位相等，接上检流计后，指针指零，电桥达到平衡状态，知：R1／R2＝Rx／R0所以Rx＝R1R0／R2＝PR0（1）当P选定后，Rx的测量精度由R0决定。R0的有效数字越多，测量结果就越准确。所以P的选取应以尽量使R0读出最多位数为原则。2、交换法修正电桥的误差由（1）式

2、知：（2）利用交换法测量修正误差，将比较臂R0与被测臂Rx互换位置，重新调节R0至R0′，使电桥平衡，则：（3）将（1）式与（2）式相比较，得：（4）此时，根据仪器相对不确定度的传递，有：（5）于是电阻的不确定度只取决于标准电阻R03、电桥的灵敏度电桥平衡后，若比较臂R改变△R，则电桥失去平衡，有电流Ig流经检流计。但Ig如果小到使检流计反映不出来，那么实验者仍认为电桥处于平衡，因此说△R就是检流计由于灵敏度不够所带来的不确定度。所以，电桥灵敏度定义为：（格）（6）式中是对应于电桥平衡后待测电阻相对

3、改变量所引起的检流计的偏转格数实验仪器5V直流稳压电源（附开关）、滑线变阻器、电阻箱、AC5型直流指针式检流计、待测电阻板、QJ23(或QJ23a)型直流单臂电桥、导线3操作要点1.用自搭电桥测电阻Rx2(约120Ω)(1)连接线路，取R1∶R2=1∶1左右，用交换法测量Rx2。(2)测电桥的灵敏度：交换后，读出电桥平衡的比较臂阻值后,再将比较臂电阻R0改变△R，使检流计偏转△d=5小格，记录△R值，依据式（6）计算电桥灵敏度。2.用箱式电桥测量电阻板上的三个电阻Rx1、Rx2、Rx3。对照实物及仪

4、器底面的电路图使用仪器，利用内部电源和检流计，将面板上该连接的地方接好；根据所给电阻Rx1、Rx2、Rx3的近似值分别选取适当的比率P，使每个电阻的测量值均有四位有效数字；最后参照仪器说明记录不同比例臂时电桥对应的准确度等级。数据处理表一：自搭电桥数据电阻2121.8122.0121.90.20.20.2所以：结果表达式：相对不确定度表二：灵敏度测量电阻灵敏度2122.06.0格0.42×103格表三：箱式电桥测电阻电阻比率示数测量值结果表达式1150155015100.2%=5.015±0.010

5、20.11220122.00.30.2%=122.0±0.330.01169516.950.050.25%=16.95±0.05表中按公式算出3按算出误差分析及讨论1．误差分析：电桥的灵敏度；电阻箱及检流计的仪器误差；各导线的电阻及接触电阻；电阻箱通电会发热，其指示值与实际值不相等。2．如何提高自搭电桥的灵敏度：适当提高电源电压；选择灵敏度高、内阻低的检流计；适当减小桥臂电阻Rx＋R1＋R2＋R0的值，且使2＋R1／Rx＋R0／R2的值最小；尽可能减小“桥”上除检流计外的电阻，使桥上的电压尽可能降在

6、检流计上。预习思考题1．AC5型直流指针式检流计面板上的红、白锁钮、电计钮、短路钮各起什么作用？使用检流计应注意哪些问题？答：锁钮转向“红”点，表示内装的托架把线圈托住，指针不能自由摆动。在不使用检流计应将其调至此状态，避免搬动或受冲击时震断悬挂线圈的金属丝。锁钮转向“白”点，表示指针能自由摆动，可以进入使用状态。按下“电计”钮，表示接通检流计。按下“短路”钮时，与线圈并联的一金属线将线圈短路，表头的线圈上不会有电流流过，此时指针稳定在按下“短路”钮瞬间的位置。因此，为使指针迅速回到零位，可在指针摆

7、动到零位时，立即按下“短路”钮，便可达到目的。2．用自搭式电桥测电阻时，10kΩ变阻器起什么作用？应如何操作？答：保护检流计的作用。开始实验时，应将其滑至接入电阻最大的位置，设定比率臂P，根据待测电阻，估算比较臂的大小并调至理论位置，接通电源，按下检流计“电计”钮，根据指针偏转方向进而调节比较臂的大小。3．用箱式电桥测电阻时，比率臂P的选择应遵循什么原则？答：测量尽可能多的位数为原则，本实验用的箱式电桥比较臂有四位，故要测量四位有效数字。课后思考题1．当电桥达到平衡，若互换电源与检流计的位置，电桥是

8、否仍保持平衡？试证明。答：仍平衡。因交换前有R1／R2＝Rx／R0成立，互换电源和检流计后，该式仍成立，各电阻分得的电压仍然成比例，流过检流计的电流仍为零。2．为什么交换法能减小本实验的测量误差？答：平衡时有公式Rx＝R1R0／R2成立，Rx的测量精度由R1、R2和R0决定；交换（只是改变Rx和R0的位置，R1和R2的接触电阻等不会改变）并达到平衡后，有Rx＝R2R0’／R1，由上两式可得Rx＝（R0R0’）1/2。显然R1和R2的影响在交换前后抵消，只取决于精密电阻