用电桥测电阻实验补充内容

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1、实验三电阻的测量【实验目的】1．掌握用万用表测量电阻的方法。2．理解并掌握用电桥法测定电阻的原理和方法。3．理解并掌握用全偏法和替代法测量表头内阻的原理和方法。【实验原理】1．电桥的工作原理：单臂电桥（又称惠斯登电桥）的基本电路如图1所示。它由4个桥臂和“桥”—平衡指示器（一般为检流计）以及工作电源和开关等组成。适当选择、的值，调节标准电阻，使、两点的电位相等，使检流计指零，此时称电桥达到平衡。电桥平衡时有：从而可得即（这里）上式称电桥平衡条件。所以用直流电桥测量电阻，其实质就是在电桥平衡条件下，把待测电阻按已知比率关系

2、直接与标准电阻进行比较，故电桥法可称“平衡比较法”。2．电桥比例臂结构设计：R1、R2由几个10nΩ单值电阻构成，根据测量要求，R1、R2可分别选择一个阻值相同或不相同的单值电阻组成R1/R2的多组比值（称为阶梯结构）。例FB715-Ⅲ型设计性实验装置中提供的单值电阻（元件盒式）见图2：图2根据图1，如R1用一只1000Ω，R2也用一只1000Ω，就构成比例臂倍率k=1；如R1用一只1000Ω，R2也用一只100Ω，就构成比例臂倍率k=10…，电桥的量程倍率组成、有效量程、推荐使用工作电压详见表1。表1量程倍率组成、有效

3、量程、推荐使用工作电压量程倍率（）（Ω）（Ω）有效量程（Ω）等级指数（%）电源电压（V）×10-210100010～111.123×10-11001000100～11110.23×1100010001k～11.11k0.26×10100010010k～111.1k0.56×102100010100k～1111k2153．交换测量法（互易法）：用交换和的测量法可消除因、引入的误差。为了消除上述原因造成的误差，可在保持比值不变的条件下，将和交换位置，调节为，使电桥重新平衡，则，上式表明使用交换法可消除由、引入的误差。4．表头

4、内阻的测量：图3磁电式仪表的结构原理电表量程Ig是指电表指针从零点偏转到满标度时所通过的电流。此电流愈小，电表灵敏度愈高。电表的内阻是指其转动线圈的电阻值。电表扩大量程或改装中，均需要知道表头的两个参量Ig和Rg，Ig可在表头的表盘上获知，而Rg需实测。测量仪表的内阻与测量一般电阻有所不同，要考虑被测表的安全问题。我们常用万用表欧姆档测电阻，但绝不能用它测量表头内阻。因为测表头内阻时回路电流为表2各种表内阻的大致数量级名称内阻（Ω）n值安培表毫安表微安表电压表n×0.1n×10n×100n×10n为1－10n是10以下n

5、是50以下n是600以下式中Rr若在R×1档约为20Ω上下，实验室常用电表的内阻大致数量级见表2，毫安表的内阻约在几欧至几十欧之间。可见，上式的电流I远远大于被测表头的量程。所以，用万用表测量表头内阻会很容易烧毁表头。测定表头内阻的方法有代替法、全偏法和电位差计等多种方法。下面介绍代替法和全偏法。（1）代替法代替法不仅是计量工作的常用方法，也是精密测量和一般测量技术中常用的方法之一。使标准量在测量电路中代替被测量不致引起测量装置状态的改变，我们把被测量即为标准量的测量方法称为代替法。采用这种方法，在测量时，须先对被测量进

6、行测量，然后用一已知标准量（通常是可调的标准器）代替被测量，并改变标准量的数值，使被测量仪器恢复到原来状态，这样就可以肯定被测的未知量即等于已知的标准量的大小。由于在代替法的两次测量中，装置的状态、仪器的示值和外界引起的误差都相同，从而消除了系统误差（当然，这里也要求仪器有较高的灵敏度），测量结果的误差仅决定于标准器的误差。代替法测量表头内阻的电路如图4所示，图中的R为可调标准电阻箱，Rg为待测表头，A是指示仪表。图4代替法测量表头内阻电路（2）全偏法全偏法测表头内阻的电路如图5所示。图中Rg为被测表头内阻，R1和R2均

7、为可调标准电阻箱，原理可自行分析。用代替法和全偏法测量表头内阻，都能消除测量仪器带来的误差，测量结果的准确度主要决定于标准电阻箱等指示仪表的等级。但是，如果表头内阻比较小（如100Ω以下），测量准确度受接线电阻、接触电阻等因素的影响将会很大，所以上述两种方法只适宜测量内阻较大的表头。图5全偏法测量表头内阻【实验步骤】1．万用表测量电阻：选择电阻档适当档位测量未知电阻。2．用自搭电桥测电阻：：按图1连线，比例臂采用阶梯结构形式（实验原理中的前一种），为六盘电阻，检流计“G”用指针在中间的表头，为待测电阻，电桥工作电源由JK

8、-31A提供。将所用的实验元件盒插入九孔实验板（近距离连接可用短接桥）。（1）选择一只待测电阻，先用万用表初测被测电阻的大小。（2）根据被测电阻的大小按表10-1选择比例臂电阻及工作电压，并在六盘电阻箱上预置相应的示值。（3）在二只扭子开关未闭合前在“G”位置接入指针在中间的表头并接好工作电源。（4）闭合开关，线路中