梧州学院实验报告.DOC

实验名称： 用惠斯登电桥测电阻 实验目的： 1．掌握用惠斯登电桥测电阻的原理。 2．学会用惠斯登电桥测电阻。 3．了解电桥灵敏度的概念以及提高电桥灵敏度的几种方法。 实验仪器： 电阻箱、灵敏电流计、滑线变阻器、待测电阻、直流电源、毫安表、开关与导线等。 【实验原理】1、惠斯登电桥的原理 惠斯登电桥由四个电阻和联成一个封闭四边形，在四边形的对角和上接入直流电源，对角和之间接入检流计而组成，如图所示。图中四边形的每一条边称为电桥的一个臂，而这条对角线就是所谓“桥”。“桥”的作用是将、两点的电位直接进行比较，当、两点电位相等时，检流计中没有电流通过，即，电桥便达到了平衡。这时的电桥称为平衡电桥，检流计称为平衡指示器。电桥达到平衡时，因为、两点电位相等， 故 根据欧姆定律有： ， ， 因为 ， 所以有 即 （12-1） 图中，与检流计串联的电阻为检流计的保护电阻。 2、电桥的灵敏度 定义为： 单位是“格” （12-2） 式中是在电桥平衡时的微小改变量，是由于有一微小改变量后，电桥失去平衡引起检流计偏转的格数。实际上，待测电阻一般不能改变，所以只能改变比较臂的阻值， 以代替， 于是（12-2）为： （12-3） 电桥灵敏度愈大，表明电桥的灵敏度愈高，判断所得的平衡点愈精确，由电桥灵敏度带来的误差愈小。 理论与实验都已证明，电桥的灵敏度与下面几个因素有关： （1）与检流计的电流灵敏度成正比，的值大电桥的灵敏度就高。但如果值太大，则电桥不易稳定，平衡调节就比较困难，因此应选用适当灵敏度的检流计。 （2）与检流计的内阻以及串联的电阻有关，及越小，电桥的灵敏度越高，反之则低。 （3）与电源的电动势成正比。 采用交换法进行测量，则可消除比例臂的误差。交换法就是在进行一次测量之后，在保持比例臂不变的情况下，将待测电阻与比较电阻交换位置再进行一次测量，取两次测量结果的几何平均值为待测电阻的准确值。设第一次测量比较臂读数为，第二次测量比较臂读数为， 则： （12-7） 由电桥灵敏度的限制带来的误差 设电桥的灵敏度为，检流计偏转格数的分辩率，即读数误差为（根据情况可取或格），则电桥灵敏度的限制带来的误差（以表示）为： （12-9） 【实验内容及步骤】 自组惠斯登电桥测电阻 （1）按图用电阻箱及待测电阻组装电桥，电源电压。 （2）测量前，先用万用电表粗测值。取比例臂电阻调节至最大值，粗调，使检流计零至0，细调，使电桥平衡，记录测量数据，根据（12-1）式计算待测电阻。 （3）调节，使检流计偏转1格或2格（）。如果当检流计指针向左偏转时记为，对应的改变量记为，那么当检流计指针向右偏转时则记为，对应的改变量记为，根据（12-3）式可求得电桥灵敏度。 （4）将与交换位置，调节使电桥平衡，记下此时的读数为，根据（12-7）式可求得待测电阻。 （5）根据（12-9）式计算的测量误差，写出测量结果。 【实验数据记录及处理】 表（12-2）数据记录表 注：第2次测量为与交换位置所得 次数 1 2 1