用直流电桥测电阻
王锋(20101042117)
楚雄师范学院 楚雄市 651600
摘要:直流电桥是一种比较式仪器,在测量时根据被测量与已知量进行比较而得到测量结果。本文主要讨论用直流电桥测量电阻时,用线性作图分析的方式对测量结果将产生的误差,以及减小误差的方法。 关键词: 直流电桥 测量误差
标准
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电阻
引言:电桥是一种利用电位比较的方法进行测量的仪器，因为具有很高的灵敏度和准确性，在电测技术和自动控制测量应用极为广泛。电桥可分为直流电桥与交流电桥。直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。直流单电桥(惠斯通电桥)适于测量10,106Ω中阻值电阻。直流双电桥(开尔文电桥)适于测量10-5,10Ω低阻值电阻。测量电阻的阻值在不同场合、不同精度要求下有不同测量方法，而且这些方法各有个的优势。我们来在这里主要学习直流电桥测量电阻的原理和方法。直流单臂电桥主要用于测量中值电阻。
一(实验仪器
箱式电桥，直流稳压电源，滑线变阻器，开关，待测电阻等
二(实验原理
C
R1RXI1G
ABK2
I2RSR2
D
EK1
直流电桥电原理图
610~10,实验室所用直流单臂电桥又称惠斯登电桥，主要用于精确测量中值电阻()。
? 惠斯登电桥的线路原理 惠斯登电桥的基本线路如图所示。
RRRR12Sx它是由四个电阻、、、联成一个四边形ABCD，在对角线AB上接上电源E，在对角线CD上接上检流计G组成。接入检流计(平衡指示)的对角线称为“桥”。四个电阻称为“桥臂”。在一般情况下，桥路上检流计中有电流通过，因而检流计的指针有偏转。
RS适当调节电阻值(例如改变的大小)，可使C、D两点的电位相等，此时流过检流计G的
I,0g电流，这称为电桥平衡。即有
V,VCD (1)
I,I,IRR11x (2)
I,I,IRR22S (3)
由欧姆定律知:
V,IR,V,IRAC11AD22 (4)
V,IR,V,IRCB1xDB2S (5)
由上两式可得
R1R,RxSR2 (6)
RRRRRR12Sx12此式即为电桥的平衡条件。若、、已知，即可由上式求出。取、为标准电
RR11K,RRRRR2212S阻，通常称、为比率臂，为桥臂比，常用符号K来表示(即)。改变使
Rx电桥达到平衡，即检流计G中无电流流过，便可测出被测电阻之值。
? 用交换法减小和消除系统误差 分析电桥线路和测量公式可知，用惠斯登电桥测量
RRRx12电阻的误差，除其它因素外，与标准电阻、的误差有关。我们可以用交换法来消除
RRsS这一系统误差。方法是:先连接好电桥电路，调节使G中无电流，记下值;然后保持
R,RRRSSxSA插孔位置不变，将与交换位置，再调节使G无电流，记下此时的，可得:
R1R,RxSR2交换前: (7)
R2,R,RxSR1交换后: (8)
(7)、(8)两式相乘后得:
,R,R,RxSS (9)
RRRRxx12这样就消除了由于、本身的误差对引入的测量误差。的测量误差只与电阻RRSS箱的仪器误差有关，而可选用高精度的标准电阻箱，这样系统误差就可减小。 三(实验内容与步骤
? 用自搭电桥测电阻
内容
a. 用交换法、取桥臂比k=1:1测量一个大约是2400欧的电阻(灰白色) b. 用交换法、取桥臂比k=1:2测量一个大约是2700欧的电阻(蓝白色) c. 用交换法、取桥臂比k=5:1测量一个大约是10000欧的电阻(深蓝色)
操作
KR1H? 按图3-28连接线路。将断开，滑线变阻器的滑动端E调至H端; ? 从电阻标称值或用万用表估测其阻值，考虑尽量将电阻箱各旋钮都用上的情况下，通过
RS移动插头A的位置，选择合适的桥臂比K;将电阻箱的读数预调到使式(14-7)或者式(14-8)成立的值上;
(3) 采用“跃接法”闭合K，如果检流计的指针没有偏转时，电桥达到平衡状态，记下此时2
RS电阻箱的示值;如果检流计指针有偏转则要调整标准电阻Rs以使电桥达到平衡状态。
RRxS(4) 断开K、K，将被测电阻与电阻箱的位置互换;按照上述方法，记下互换桥臂后，12
,RS电阻箱的示值
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