实验六 惠斯通电桥 第三章 基础性实验 Chapter 3 Fundamental physics experiment

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1 实验六 惠斯通电桥 第三章 基础性实验 Chapter 3 Fundamental physics experiment
实验六 惠斯通电桥 Experiment 6 Wheatstone bridge

2 电桥电路在电学中是一种很基本的电路。利用电桥平衡原理构成的电测仪器，不仅可以测电阻，也可以测电容、电感，并可通过这些物理量的测量来间接测量非电学量，例如温度、压力等，因此电桥电路在自动化仪表和自动控制中有着广泛的应用。

3 实验目的: 1.掌握惠斯通电桥测量电阻的基本方法。 2.掌握自组惠斯通电桥的基本原理。

4 实验原理 R1，R2是已知标准电阻 ； Rs是可变标准电阻； Rx是被测电阻
B，D间接检流计。接通电路后，检流计一般不示零，说明B，D两点电位不相等，通过调节Rs，使检流计中无电流通过（IK=0），此时电 达到平衡。

5 实验原理 电桥平衡的条件是B，D 两点电位相等 ，即 又 所以有
令M=R1/R2，称为“倍率”,用M表示，则式（2）可写为Rx=M·Rs。因此当电桥调平衡后，只要读出M和Rs值，待测电阻Rx便可得到。

6 在一般情况下，Rx是固定电阻，阻值不能改变。可以证
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 。例如S=50（格），则当Rx改变=2%时，检流计可以有一格的偏转。通常观测者可以察觉出0.2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 在一般情况下，Rx是固定电阻，阻值不能改变。可以证 明，在电桥平衡时有 所以上式可写成：

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9 箱式电桥介绍 1.将被测电阻连接在X1和X2两个 端钮间。 2.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
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。 3.按下按钮“B0”和“G1” ，分别调整四个比较臂旋钮，直至检流计指针基本指零，放开“G1” ，随即再按下“G0” ，再次调整四个比较臂旋钮，，直至检流计指针指零为止。 4. 操作时应注意，按钮的顺序是先按B后接G，先放G后放

10 实验任务及操作步骤 1、按实验室提供的自组电桥板及有关器件按图2 连接线路，组装惠斯通电桥，并用它来测量未知电阻 。
2、测电桥相对灵敏度。电桥调平衡后，将Rs改变一微小量±ΔRs，记下检流计指针向左右分别偏转的格数 。 3、用箱式电桥测未知电阻 。

11 数据记录表格 n1 n2 自组电桥 箱式电桥 待测电阻 标称值 倍率M(R1/R2) Rs ΔRs Rx Rx1 470 1 Rx2
3K/3K3 Rx3 20K 箱式电桥 待测电阻 标称值 倍率C 表盘读数Rs Rx Rx1 470 0.1 Rx2 3K 1 Rx3 20K 10

12 数据处理 自组电桥：待测电阻Rx的相对不确定度 本装置 待测 结果表达式

13 实验线路图 电源电压:3V 470Ω ,30mA; 3KΩ,10mA; 20 KΩ,10mA;