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直流电桥实验报告

清华大学实验报告

系别：机械工程系班号：72班姓名：车德梦（同组姓名：）作实验日期 2008年 11月 5日教师评定：

实验3.3 直流电桥测电阻

一、实验目的

（1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；

（2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；（3）了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。（4）数字温度计的组装方法及其原理。

二、实验原理

1. 惠斯通电桥测电阻惠斯通电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。

图中1R 、2R 和R 是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻x R 连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A 和C 之间接电源E ；对角B 和D 之间接有检流计G ，它像桥一样。若调节R 使检流计中电流为零，桥两端的B 点和D 点点位相等，电桥达到平衡，这时可得

x R I R I 21=，

1122I R I R =

两式相除可得

R R R R x 1

只要检流计足够灵敏，等式就能相当好地成立，被测电阻值x R 可以仅从三个标准电阻

的值来求得，而与电源电压无关。这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。单电桥的实际线路如图所示：

将2R 和1R 做成比值为C 的比率臂，则被测电阻为

CR R x =

其中12R R C =，共分7个档，0.001～1000，R 为测量臂，由4个十进位的电阻盘组

成。图中电阻单位为Ω。

2. 铜丝电阻温度系数任何物体的电阻都与温度有关，多数金属的电阻随文的升高而增大，有如下关系式：

)1(0t R R R t α+=

式中t R 、0R 分别是t 、0℃时金属丝的电阻值；R α是电阻温度系数，单位是（℃-1

）。严格地说，R α一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜丝材料来说，在-50℃～100℃的范围内R α的变化很小，可当作常数，即t R 与t 呈线性关系。于是

R R R t R 00

利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。例如铂电阻温度及不仅

准确度高、稳定性好，而且从-263℃～1100℃都能使用。铜电阻温度计在-50℃～100℃范围内因其线性好，应用也较广泛。 3. 双电桥测低电阻

用下图所示的单电桥测电阻时，被测臂上引线1l 、2l 和接触点1X 、2X 等处都有一定

的电阻，约为Ω-210～Ω-410量级。这些引线电阻和接触电阻与待测的x R 串联在一起，对低值电阻的测量影响很大。为减小它们的影响，在双电桥中作了两处明显的改进：

（1）被测电阻和测量盘电阻均采用四端接法。四端接法示意图如下

图中1C 、2C 是电流端，通常接电源回路，从而将这两端的引线电阻和接触电阻折合到电源回路的其他串联电阻中；1P 、2P 是电压端，通常接测量用的高电阻回路或电流为零的补偿回路，从而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响相对减小了。

（2）如下图：

双电桥中增设了两个臂'1R 和'

2R ，其阻值较高。流过检流计G 的电流为零时，电桥达到平衡，于是可以得到以下三个方程

21'

223R I R I R I x =+ 11'123R I R I R I =+ r I I R R I )()(23'

22-=+

上式中各量的意义相应地与上图中的符号相对应。解这三个方程可得：

???

? ??-+++='1'

212'2'1'

112R R R R r R R r

R R R R R x ① 双电桥在结构设计上尽量做到'

1'212R R R R =，并且尽量今小电阻r ，因此可得

R R R R x 1

同样，在仪器中将C R R =12做成比率臂，则

CR R x = ②

这样，电阻R 和x R 的电压端附近附加电阻（即两端的引线电阻和接触电阻）由于和高阻值臂串联，其影响减小了；两个外侧电流端的附加电阻串联在电源回路中，其影响可忽略；两个内侧电流的附加电阻和小电阻r 相串联，相当于增大了①式中的r ，其影响通常也可忽略。于是只要将被测低电阻按四端接法接入双电桥进行测量，就可像单电桥那样用②来计算了。

4. 直流电桥测电阻及组装数字温度计（1）非平衡电桥

一般平衡电桥测电阻，多是以检流计G 为平衡指示器，而非平衡电桥则是将检流计G

去掉，通过测量其两端的电压t U 来确定电阻，如下图所示：

如果电源E 一定，当某桥臂待测电阻t R （如金属热电阻、电阻应变片、光敏电阻等）

发生变化时，非平衡电桥的输出电压t U 也发生变化。

非平衡电桥的输出电压公式为????

??+-+=t t R R R R R R E U 21

1 ③

一般来说t U 与t 的关系不是线性的，为了组装数字温度计，适当地选择电桥参数（1R 、

2R 、R 和E ），使其非线性项误差很小，在一定的温度范围内呈近似线性关系。这就是线

性化设计。

（2）互易桥为简单起见，我们利用现有的QJ —23型惠斯通电桥改装成非平衡桥，用铜丝电阻作感温元件，阻值约Ω20。用惠斯通电桥测量时一般会选C=0.01，将R 置于Ω2000，由该

电桥线路知，此时Ω≈102R ，Ω≈10001R ，这样的阻值配比t U 测量误差较大，不能满足线性化设计的要求。现在我们巧改惠斯通电桥，将电源E 和检流计G 互易位置，这样桥臂阻值之间的关系，就较为合理。为讨论方便，将这种电源E ，检流计G 互换的惠斯通电桥称之为互易桥。将G 再换成mV 表，就改成互易了的非平衡桥，用它测量t U 误差就会减小。

（3）线性化设计

欲组装一个温度范围在0-100℃的铜电阻数字温度计，必须将t U ～t 的关系线性化，

当采用量程为19.999mV 的2

14数字电压表来显示温度值时，要求显示值：

t U t 10

（mV ） ④

当温度t=0℃时，mV U 00=，此时互易桥为平衡桥有：

C R R =1

2，

C R

R =0或C

R R 0=

式中0R 为0℃时铜丝电阻值，R 为测量臂电阻，对铜电阻来说，在0-100℃范围内t R 与t 市线性关系：)1(0t R R t α+=，这样③式可改写为：

???

? ??++-+=)1(11

11t C C E U t α ⑤

考虑到本实验中选101.0<<=C ，铜电阻温度系数α～/103

-℃，则⑤式还可以进一

步简化为：

U t C EC U t ?++=

)

1(α ⑥

U ?为非线性误差项。忽略U ?后，比较④、⑥得：

C C E 10)1(2

至此，已完成了线性化设计，选择电桥参数01.0=C ，C

R R 0=

，α

C C E 10)1(2

就可

以用非平衡桥组装成数字温度计，U t U t ?+=

1(mV)。

三、实验步骤

1. 惠斯通电桥测电阻

（1）熟悉电桥结构，预调检流计零点。

（2）测不同量级的待测电阻值（其中有一个感性电阻），根据被测电阻的标称值（即大约值），首先选定比率C 并预置测量盘；接着调节电桥平衡而得到读数C 和R 值，并注意总结操作规律；然后测出偏离平衡位置d ?分格所需的测量盘示值变化R ?，以便计算灵敏阈。

（3）根据记录的数据计算测量值CR ，分析误差，最后给出各电阻的测量结果。 2. 单电桥测铜丝的电阻温度系数

（1）测量加热前的水温及铜丝电阻值。

（2）从气势温度升温，每隔5℃～6℃左右测一次温度t 及相应的阻值t R 。

（3）注意摸索控制待测铜丝温度的方法。要求在大致热平衡（温度计示值基本不变）时进行测量。

（4）测量后用计算机进行直线拟合来检测数据。如果每次都在大致热平衡时测量，则{t}和{t R }直线拟合的相关系数应该在r=0.999以上。 3. 双电桥测低电阻

测量一根金属丝的电阻或一根铜棒的电阻率。注意低电阻的四端接法。实验中要记下待测低电阻的编号，双电桥的编号、测量范围和准确度等级。

4. 直流电桥测电阻及组装数字温度计

（1）将QJ-23型惠斯通电桥改装成互易桥（必须关掉电源后再操作）。电源E 接到原电桥的G 的“外接”端（此时金属片必须将“内接”两端短路并拧紧），将数字电压表接到原电桥的B 端。

（2）按所选的电桥参数组装数字温度计，即01.0=C ，C

R R 0=

，α

C C E 10)1(2

，其中α

和0R 在前面的实验中已测得。分析α、0R 不准确对实验结果的影响。

2. 单电桥测铜丝的电阻温度系数

实验中测得的结果如下表：

进行绘图和拟和结果如下（直线为线性拟和直线）：

bt a R t +=

a=11.67971 b=0.0495 r=0.99997

则铜丝的温度系数为：αR =4.24*10-3

3. 直流电桥测电阻及组装数字温度计

E=(1+C)2/10C α=2.406V

实验测得的数据如下：

进行拟和作图得到（直线为线性拟和直线）:

t bU a t +=

a=-0.04019 b=0.09965 r=0.99996

五、误差分析

1. QJ-23型单电桥不确定度计算

使用QJ-23型单电桥在一定参考条件下（20℃附近、电源电压偏离额定值不大于10%、绝缘电阻符合一定要求、相对湿度40%～60%等），电桥的基本误差极限lim E 可表示为

)10

%)((lim N

CR CR E +

±=α ①

在上式中C 是比率值，R 是测量盘示值。第一项正比与被测电阻值；第二项是常数项，N R 为基准值，暂取N R 为Ω5000，作为实验教学中一种假定的简化处理。等级指数α主要反映了电桥中各标准电阻（比率臂C 和测量臂R ）的准确度。等级指数α往往还与一定的测量范围、电源电压和检流计的条件相联系。将各个电阻的测量结果代入上式中得：

lim 120(%)(500)0.2%(0.112445000.1)0.3488R E CR C α≈Ω

=+=??+?=lim 1(%)(500)0.2%(110255001) 3.05R k E CR C α≈Ω

=+=??+?=lim

11(%)(500)0.5%(10112350010)81.15

R k E CR C α≈Ω

=+=??+?=lim

360(%)(500)0.5%(1003620500100)2060

R k E CR C α≈Ω

=+=??+?=lim

200(%)(500)0.2%(0.119355000.1)0.487

R E CR C α≈Ω

=+=??+?=

若测量范围或电源、检流计条件不符合等级指数对应的要求时，我们会发现电桥测量

不够“灵敏”，即电桥平衡后再改变x R （实际上等效地改变R ）而检流计却未见偏转。

我们可将检流计灵敏阈（0.2分格）所对应的被测电阻的变化量s ?叫做电桥的灵敏阈。x R 的改变量s ?可这样测得：平衡后，将测量盘电阻R 认为地调偏到R R ?+，使检流计偏转

d ?分格（如2或1分格），则按此比例关系再求出0.2分格所对应得s ?，即

d R C s ??=?/2.0

将各电阻的测量数据代入上式得：

1200.2/0.20.12/80.005s

R C R d ≈Ω

?=??=??=

10.2/0.20.11/50.04

R k C R d ≈Ω

?=??=??=

110.2/0.2105/4 2.5s R k C R d ≈Ω

?=??=??= 3600.2/0.21003/320s R k C R d ≈Ω

?=??=??= 2000.2/0.20.13/50.012

R C R d ≈Ω

?=??=??=

电桥的灵敏阈s ?反映了平衡判断中可能包含的误差，其值既和电源及检流计的参量有关，也和比率C 及x R 的大小有关。s ?愈大，电桥愈不灵敏。要减小s ?可适当提高电源电压或外界更灵敏的检流计。当测量范围及条件符合仪表说明书所规定的要求时，s ?不大于lim E 的几分之一，可不计s ?的影响，这时①式中的第二项已包含了灵敏阈的因素；如果不

是这样，则从下式得出测量结果的不确定度：

lim s R E s ?+=

将上面计算得到的结果带入式中可得：

1200.34883x

R R ≈Ω

1 3.05026x

R R k ≈Ω

181.19

R R k ≈Ω

3602060.097

R R k ≈Ω

=2000.48715x

R R ≈Ω

所以，各个电阻用式Ω?±=/)(x

R x CR R 表示为：

124

45(124.40.3)(10253)(1.1230.008)10(3.620.02)10(193.50.5)x x x x x x R x R x R x R x R R C R R C R R C R R C R R C R =±?=±Ω=±?=±Ω

=±?=±?Ω=±?=±?Ω=±?=±Ω

2. 单电桥测铜丝的电阻温度系数的误差分析本实验主要的误差存在于系统平衡态不好确定这方面，实验中要求在测量温度和电阻时铜丝及其所处的环境必须是平衡状态，这一点很难通过人工调节达到，因此实验中的这部分误差是很难消除的。至于实验人员测量中的偶然误差，可以通过多次测量取平均值的方法来消除。利用直线拟和的方式，可以减小实验误差，使测量值较为精确。

3. 分析α、0R 不准确对实验结果的影响：

由公式α

C C E 10)1(2

+=可见，当α值偏大时，计算得到的E 值会偏小，则实验调整得电

压E 偏小，以至于实验中测得的电压t U 也会偏小，导致最后组装出来的温度计的示值要比实际值偏小；若α偏小时，则其对实验的影响结果相反。而当0R 测得的值偏大时，由公式C

R R 0=

计算的到的R 值也会偏大，以至于实验中的电桥电阻值R 会偏大，这样会导

致测量得到的t U 值偏小，最后的温度计示值会比实际值偏小。

六、总结与思考

1．惠斯通电桥E、G互易的实验方法的启示

实验中巧妙地将E与G的位置互换，达到了减小测量误差的目的。这一实验方法告诉我们，研究事物的发展与变化规律时，不能局限于一种或几种研究策略，我们可以在原有的方式方法中，经过巧妙地修正与创造来达到前人未曾达到的研究效果。

2．有平衡桥到非平衡桥，再到数字温度计

通过惠更斯平衡电桥的原理，我们总结出了测量未知电阻的一种方法，也可以说是一种通过比较法测电阻的方式。但是，我们可以看到，当电桥两侧的电阻值差距较大时，我们不能够准确的测出相应的电阻值，而这样的情况在实际情况下经常发生，因此我们需要思考和发现新的测量思路。

通过改变E与G的位置，我们巧妙地实现了对测量准确度的提升，这充分体现了物理研究中，通过实验验证原理，通过实验发现问题，再通过创造和思维修正实验方式，最后通过实验再次验证我们的修正的有效性。

而只是单纯的可以进行电阻测量，并不是我们的最终目的，通过比较观察，我们惊奇地发现铜电阻丝阻值与温度的关系可以使我们的测阻器与温度计联系起来，通过分析与思考，我们终于制成了数字温度计。

这个思维过程，充分体现了实验研究中的学科交叉与互用的思想。在研究中，我们不能局限于一个领域、一类方法的应用，正所谓“它山之石，可以攻玉”，通过不断的学科交融与实践总结，以达到是科学研究为人类做出最大贡献的目标。

交流电桥实验报告

[标签:标题] 篇一：交流电桥测电容和电感实验二十八交流电桥测电容和电感交流电桥与直流电桥相似，也由四个桥臂组成。但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻，还包括电容或电感以及互感等。由于交流电桥的桥臂特性变化繁多，因此它测量范围更广泛。交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外，还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。当电桥的平衡条件与频率有关时，可用于测量交流电频率等。交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。一、实验目的 1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法． 2．自组交流电桥测量电感、电容及损耗． 3．学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容．二、仪器与用具低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电感线圈，电阻，数字电桥，开关等．实验原理 1．交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂Z1，Z2，Z3，Z4通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，ab间接交流电源E，cd间接交流平衡指示器D(毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，c、d两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件： ~~~~Z1Z3=Z2Z4 (28.1) ~~~~ 利用交流电桥测量未知阻抗ZX (ZX=Z1)的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的过程．一般来说，ZX包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量ZX，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置．图28—1 2．桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测Zx外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容)与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则． (1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上．~~~~~~ (2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置．

直流电桥实验报告要点

清华大学实验报告系别：机械工程系班号：72班姓名：车德梦（同组姓名：）作实验日期 2008年 11月 5日教师评定：实验3.3 直流电桥测电阻一、实验目的（1）了解单电桥测电阻的原理，初步掌握直流单电桥的使用方法；（2）单电桥测量铜丝的电阻温度系数，学习用作图法和直线拟合法处理数据；（3）了解双电桥测量低电阻的原理，初步掌握双电桥的使用方法。（4）数字温度计的组装方法及其原理。二、实验原理 1. 惠斯通电桥测电阻惠斯通电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，如图是它的电路原理图。图中1R 、2R 和R 是已知阻值的标准电阻，它们和被测电阻x R 连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A 和C 之间接电源E ；对角B 和D 之间接有检流计G ，它像桥一样。若调节R 使检流计中电流为零，桥两端的B 点和D 点点位相等，电桥达到平衡，这时可得 x R I R I 21=， 1122I R I R = 两式相除可得 R R R R x 1 2 = 只要检流计足够灵敏，等式就能相当好地成立，被测电阻值x R 可以仅从三个标准电阻

的值来求得，而与电源电压无关。这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较，因而测量的准确度较高。单电桥的实际线路如图所示：将2R 和1R 做成比值为C 的比率臂，则被测电阻为 CR R x = 其中12R R C =，共分7个档，0.001～1000，R 为测量臂，由4个十进位的电阻盘组成。图中电阻单位为Ω。 2. 铜丝电阻温度系数任何物体的电阻都与温度有关，多数金属的电阻随文的升高而增大，有如下关系式： )1(0t R R R t α+= 式中t R 、0R 分别是t 、0℃时金属丝的电阻值；R α是电阻温度系数，单位是（℃-1 ）。严格地说，R α一般与温度有关，但对本实验所用的纯铜丝材料来说，在-50℃～100℃的范围内R α的变化很小，可当作常数，即t R 与t 呈线性关系。于是 t R R R t R 00 -= α 利用金属电阻随温度变化的性质，可制成电阻温度计来测温。例如铂电阻温度及不仅准确度高、稳定性好，而且从-263℃～1100℃都能使用。铜电阻温度计在-50℃～100℃范围内因其线性好，应用也较广泛。 3. 双电桥测低电阻用下图所示的单电桥测电阻时，被测臂上引线1l 、2l 和接触点1X 、2X 等处都有一定

交流电桥的原理和应用

交流电桥的原理和应用交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。【交流电桥的原理】图1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。图1 交流电桥原理一、交流电桥的平衡条件我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪，另一对角线ab 上接入交流电源。当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有 U ac =U ad U cb =U db 即 I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3 两式相除有 3 34 4221Z I Z I Z I Z I 1 当电桥平衡时，I 0=0，由此可得 I 1=I 2，I 3=I 4 所以 Z 1Z 3=Z 2Z 4 （1）上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘

直流平衡电桥测电阻实验报告材料

大连理工大学大学物理实验报告院（系）材料学院专业材料物理班级 0705 姓名童凌炜学号 200767025 实验台号实验时间 2008 年 12 月 10 日，第16周，星期三第 5-6 节实验名称直流平衡电桥测电阻教师评语实验目的与要求： 1）掌握用单臂电桥测电阻的原理，学会测量方法。 2）掌握用双臂电桥测电阻的原理，学会测量方法。主要仪器设备： 1）单臂电桥测电阻：QJ24型直流单臂电桥，自制惠更斯通电桥接线板，检流计，阻尼开关、四位标准电阻箱、滑线变阻器、电路开关、三个带测电阻、电源； 2）双臂电桥测电阻：QJ44型直流双臂电桥，待测铜线和铁线接线板、电源、米尺和千分尺。实验原理和内容： 1 直流单臂电桥（惠斯通电桥） 1.1 电桥原理单臂电桥结构如右图所示，由四臂一桥组成；电桥平衡条件是BD 两点电位相等，桥上无电流通过，此时有关系s s x R M R R R R ?== 2 1 成立，其中M=R1/R2称为倍率， Rs 为四位标准电阻箱（比较臂）， Rx 为待测电阻（测量臂）。 1.2 关于附加电阻的问题：附加电阻指附加在带测电阻两端的导线电阻与接触电阻，如上图中的r1, r2，认为它们与Rx 串联。如果R x 远大于r ，则r 1+r 2可以忽略不计，

但是当R x 较小时，r 1+r 2就不可以忽略不计了，因此单臂电桥不适合测量低值电阻，在这种情况下应当改用双臂电桥。 2 双臂电桥（开尔文电桥） 2.1 双臂电桥测量低值电阻的原理双臂电桥相比单臂电桥做了两点改进，增加R3、R4两个高值电桥臂，组成六臂电桥；将Rx 和Rs 两个低值电阻改用四端钮接法，如右图所示。在下面的计算推导中可以看到，附加电阻通过等效和抵消，可以消去其对最终测量值的影响。 2.2 双臂电桥的平衡条件双臂电桥的电路如右图所示。在电桥达到平衡时，有1234\\R R R R =，由基尔霍夫第二定律及欧姆定律可得并推导得： 31123 3141312242342 431323424 33112424 ()0x S x x x x x x I R I R I R R R R r R I R I R I R R R R R R r R R R R R R R M R I r I r R R R R R R R R R R R R ? =-? ??? ?=-?=+-? ??++?????===?=++?? ??=?-=?? 可见测量式与单臂电桥是相同的， R1/R2=R3/R4=M 称为倍率（此等式即消去了r 的影响）， Rs 为比较臂， Rx 为测量臂。使用该式，即可测量低值电阻。步骤与操作方法： 1. 自组惠斯通电桥测量中值电阻 a) 按照电路图连接电路，并且根据待测电阻的大小来选择合适的M 。 b) 接通电路开关，接通检流计开关；调节电阻箱Rs 的阻值（注意先大后小原则），使检流计指零，记下电阻箱的阻值Rs c) 重复以上步骤测量另外两个待测电阻值。 2. 使用成品单臂电桥测量中值电阻 a) 单臂成品电桥的面板如下页右上图所示。

实验报告电桥测电阻实验报告

实验题目：惠斯通电桥测电阻实验目的： 1．了解电桥测电阻的原理和特点。 2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。 3．测出若干个未知电阻的阻值。实验仪器实验原理： 1．桥式电路的基本结构。电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。 2．电桥平衡的条件。惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。b 、d 间接有灵敏电流计G 。当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。此时有 U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有 I 4=I 3 I x =I 2 所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x R R R R 324= 或 43 2R R R R x = 一般把 K R R =3 2 称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4 要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。 3．自组电桥不等臂误差的消除。实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别 R 2 R x B C

交流电桥 (28)

实验题目：交流电桥实验目的：掌握交流电桥的组成原理和用交流电桥测量电感和电容的方法。实验原理：把惠斯通电桥的四个臂改为电抗元件，把直流电源和检流计改为交流电源和交流平衡指示器，就组成交流电桥。 1、交流电桥及其平衡条件其中在4 321,,,Z Z Z Z 是各桥臂的复阻抗，在A 、B 两端之间加入交流信号源，C 、D 两端之间接入交流零指示器（或交流平衡器），当电桥达到平衡时，C 、D 两点点位相等，则有2211Z I Z I 4231Z I Z I （1）可得 43 2 1Z Z Z Z （2）即 43214 321 i i e Z Z e Z Z （3）实部相等 4 321Z Z Z Z （4）虚部相等 4321 (5) 2、元器件的等效电路在交流电压作用下，往往桥臂所用元件存在能量损耗——相当于纯电阻能耗。电阻在交流电作用下，往往具有电感和分布电容，电感元件也存在一定的导线电阻和分布电容，实际电感可等效为一个理想电感L 和一个纯电阻L R 的串联组合。电容中一般含有电容率为的介质。因而，电路中有一小部分电能在介质中损耗变成热能，可用等效C R 表示损耗。因此，通过电容器的支流电压和电流的相位差就不再是 2 。 3、测量电感各臂阻抗 X X X s L j R L j R R Z R Z R Z R C j R Z '43 3221111/

平衡时 13232/R R R R R R C R R L X s X 其中Rx 为Lx 的损耗电阻，是由于涡流作用以热量形式发散出去，恰似在电感上串联一个Rx 等效电阻。求出损耗电阻' R R R X 。电感的Q 值 X R L Q 。 4、测量电容各臂阻抗 s s X X C j R Z C j R Z R Z R Z 11 432211 平衡时 S X S X R R R R C R R C 2 11 2 5、平衡调节（1）事先设法知道待测元件的大概数值。根据平衡公式选定调节参数数值。（2）分布反复调解。实验器材：音频信号发生器、交流电阻箱四个、电容箱、待测电容、待测电感、耳机。实验桌号：10号实验内容：1，根据测Lx 原理图搭建交流电桥 2，测x L 、R 、x R 及x L 、x R 、Q 值

华中科技大学直流电桥实验报告

华中科技大学直流电桥实验报告篇一：华中科技大学汇编实验报告2 课程实验报告课程名称：汇编语言程序设计实验实验名称：实验二分支程序、循环程序的设计实验时间：2016-3-29，14：00-17：30 实验地点：南一楼804室63号实验台指导教师：张勇专业班级：计算机科学与技术201409班学号：U201414813姓名：唐礼威同组学生：无报告日期：2016年3月30日原创性声明本人郑重声明：本报告的内容由本人独立完成，有关观点、方法、数据和文献等的引用已经在文中指出。除文中已经注明引用的内容外，本报告不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作

品或成果，不存在剽窃、抄袭行为。特此声明！学生签名：日期：成绩评定指导教师签字：日期：目录 1 2 3 4 实验目的与要求 (1) 实验内容............................................................. 1 实验过程............................................................. 2 任务1 .................................................................. .......................................................... 2 设计思想及存储单元分配............................................................... ......................... 2 流程图............................................................... ......................................................... 3 源

惠斯通电桥测电阻实验报告

肇庆学院肇庆学院电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告级班组实验合作者实验日期姓名: 学号老师评定实验题目：惠斯通电桥测电阻实验目的： 1．了解电桥测电阻的原理和特点。 2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。 3．测出若干个未知电阻的阻值。 1．桥式电路的基本结构。电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。 2．电桥平衡的条件。惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。b 、d 间接有灵敏电流计G 。当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。此时有 U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有 I 4=I 3 I x =I 2 所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x R R R R 324= 或 43 2R R R R x = 一般把 K R R =3 2称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4 要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。 3．自组电桥不等臂误差的消除。实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’ 4值，两次测量，电桥平衡后分别有： 43 2R R R R x ?= ' 42 3R R R R x ?= 联立两式得： ' 44R R R x ?= 由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。 4．电桥灵敏度电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时，电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中，为了便于灵敏度 I 2 I x c

物理实验用惠斯通电桥测电阻实验报告

物理实验用惠斯通电桥测电阻实验报告 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

班级___信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号__ 日期指导教师___刘丽峰___ 【实验题目】_________用惠斯通电桥测电阻___ 【实验目的】 1、掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻的原理； 2、学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法； 3、了解提高电桥灵敏度的几种方法； 4、学会测量单电桥的灵敏度。【实验仪器】 QJ- 23型箱式电桥，滑线电阻，转柄电阻箱(0～Ω)，检流计，直流电源，待测电阻，开关，导线若干。【实验原理】 1．惠斯通电桥测量电阻的原理图是惠斯通电桥的原理图。图中R1、R2和R0是已知阻值的电阻，它们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。四边形的对角A和B之间接电源E；对角C和D之间接有检流计G，它像桥一样。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D两点之间的电位不相等时，桥路中的电流IG≠0，检流计的指针发生偏转；当C、D两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流IG=0，检流计指针指零，这时我们称电桥处于平衡状态。当电桥平衡时，，两式相除可得到Rx的测量公式 (5-1) 电阻R1R2为电桥的比率臂，R0为比较臂，Rx为待测臂。只要检流计足够灵敏，等式(1)就能相当好地成立，被测电阻值Rx可以仅从三个已知电阻的值来求得，而与电源电压无关。由于R1、R2和R0可以使用标准电阻，而标准电阻可以制作得十分精密，这一过程相当于把Rx和标准电阻相比较，因而测量的准确度可以达到很高。 2．电桥的灵敏度电桥平衡后，将R0改变△R0，检流计指针偏转△n格。如果一个很小的△R0能引起较大的△n偏转，电桥的灵敏度就高，电桥的平衡就能够判断得更精细。

交流电桥测电容

交流电桥测电容一、实验目的 1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法． 2．自组交流电桥测量电容及损耗． 3．学习使用数字电桥测量电阻、电容．二、仪器与用具低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电阻，数字电桥，开关等．实验原理 1．交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂1~Z ，2~Z ，3~Z ，4~ Z 通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，ab 间接交流电源E ，cd 间接交流平衡指示器D (毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，c 、d 两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件： 1~Z 3~Z =2~Z 4~Z (28.1) 利用交流电桥测量未知阻抗 X Z ~ (X Z ~=1~Z )的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的过程．一般来说，X Z ~包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量X Z ~，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置．图28—1 2．桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~ 外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则． (1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上． (2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置． (3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读

双臂电桥测低电阻实验报告

《基础物理》实验报告学院：国际软件学院专业：数字媒体技术2011 年 6 月3日实验名称双臂电桥测低电阻姓名陈鲁飞年级/班级10级原软工四班学号一、实验目的四、实验内容及原始数据二、实验原理五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等）三、实验设备及工具六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论）一、实验目的 1.了解测量低电阻的特殊性。 2.掌握双臂电桥的工作原理。 3.用双臂电桥测金属材料（铝.铜）的电阻率。二、实验原理我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻Rx，电路图如图 1 所示，考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图 2所示。由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻R i3和R i4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ R i1+ R i2）。当待测电阻Rx小于1时，就不能忽略接触电阻R i1和R i2对测量的影响了。因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图 3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。标准电阻Rn 电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。由图5和图6，当电桥平衡时，通过检流计G的电流I G = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）

自组式直流电桥测电阻实验报告

一、实验简介直流电桥是一种用比较法测量电阻的仪器，主要由比例臂、比较臂、检流计等构成桥式线路。测量时将被测量与已知量进行比较而得到得测量结果，因而测量精度高，加上方法巧妙，使用方便，所以得到了广泛的应用。电桥的种类繁多，但直流电桥是最基本的一种，它是学习其它电桥的基础。早在1833年就有人提出基本的电桥网络，但一直未引起注意，直至1843年惠斯通才加以应用，后人就称之为惠斯通电桥。单电桥电路是电学中很基本的一种电路连接方式，可测电阻围为1~106Ω。通过传感器，利用电桥电路还可以测量一些非电量，例如温度、湿度、应变等，在非电量的电测法中有着广泛的应用。本实验是用电阻箱和检流计等仪器组成惠斯通电桥电路，以加深对直流单电桥测量电阻原理的理解。本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。二、实验原理电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1MΩ 的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。 1、惠斯通电桥的工作原理惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。图6.1.2-1 2、电桥的灵敏度电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有R x=R0，这时若把R0改变一个微小量△ R0，则电桥失去平衡，从而有电流I G流过检流计。如果I G小到检流计觉察不出来，

? 那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到R x =R 0+△R 0，△R 0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△R x 。引入电桥的灵敏度，定义为 S=△n/(△R x /R x ) 式中的△R x 是在电桥平衡后R x 的微小改变量（实际上若是待测电阻R x 不能改变时，可通过改变标准电阻R 0的微小变化△R 0来测电桥灵敏度），△n是由于△ R x 引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。S 的表达式可变换为 S=△n/(△R 0/ R 0)= △n/△I G （△I G /(△R 0/ R 0)）=S 1S 2 其中S 1是检流计自身的灵敏度，S 2=△I G /(△R 0/ R 0)由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S 2与电源电压、检流计的阻及桥臂电阻等有关。3、交换法（互易法）减小和修正自搭电桥的系统误差自搭一个电桥，不考虑灵敏度，则R 1、R 2、R 0引起的误差为△R x / R x =△R 1/ R 1+ △R 2/ R 2+△R 0/ R 0。为减小误差，把图6.1.2-1电桥平衡中的R 1、R 2互换，调节R 0，使I G =0，此时的R 0记为R 0’,则有 R x =R 2/ R 1 R 0’ ， R R 0 R 0 这样就消除了R 1、R 2造成的误差。这种方法称为交换法，由此方法测量R x 的误差为 △R x / R x =1/2(△R 0/ R 0+△R 0’/ R 0’) 即仅与电阻箱R 0的仪器误差有关。若R 0选用具有一定精度的标准电阻箱，则系统误差可以大大减小。三、实验容 1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。 2、线路连接好以后，检流计调零。 3、调节直流电桥平衡。 4、测量并计算出待测电阻值Rx ，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△R x / R x )或S=△n/(△R 0/ R 0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。 5、记录数据，并计算出待测电阻值。四、实验仪器本实验用到的实验仪器有：电压源、滑线变阻器（2个）、四线电阻箱（3 个）、检流计、待测电阻、电源开关，实验场景如下图组所示：

交流电桥的使用

实验二十三 DH4518交流电桥的原理和应用交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。一、实验目的 1、掌握交流电桥的平衡条件和测量原理； 2、设计各种实际测量用的交流电桥； 3、验证交流电桥的平衡条件。二、实验仪器 DH4518型交流电桥实验仪三、交流电桥的原理图1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。图 1 交流电桥原理（一）、交流电桥的平衡条件我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd上接入交流指零仪，另一对角线ab上接入交流电源。当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I0=0），cd两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有 - 1 -

直流电桥法测电阻(单电阻)实验报告

一实验预习（20分）学生进入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括：①实验目的，②实验原理，③实验仪器，④实验步骤⑤实验数据记录表等五部分。以各项表述是否清楚、完整，版面验前还应预习实验）。二实验操作过程（20分）学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步，第一步实验准备，包括①连接线路；②检流计调零；③预置C、R三部分；第二步测量并记录数据，要注意操作的规范性；第三步实验仪器整理，并填写相关登记表格。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成，数据记录是否准确、正确分三档给分。三实验纪律（学生进入实验室，按照学生是否按规定进入实验室，是否按照操作要求使用仪器，是否在实验结以上三项成绩不足30分者，表示实验过程没有完成，应重新预约该实验。实验完成后，学生课后完成一份完整的实验报告。四、数据记录及处理（35分） 1 2数据记录及处理学生在数据处理过程中，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有二、思考题（10 学生在实验结束后，根据指导教师的布置完成思考题，抄写题目并回答。按照问题回答是否准三、格式及版面整洁（5分）

学生进入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟之后将书收起来，开始进行实验测试。测试期间禁止看书。测试内容：利用单电桥测量实验室提供的未知中值电阻阻值，并分析测量不确定度。评分标准如下：一实验操作部分（70分）第一步：实验准备。 1．连接线路。正确连接电源、待测电阻。分四档给分。 2．检流计调零，并正确设置各个档位、开关。分四档给分。第二步：实验测量和数据采集。 1．正确运用点触式按键。分四档给分。 2．合理利用万用表测出待测电阻大致阻值，并根据大致阻值合理设置C档位和电阻盘R值，保证R的千位档不为零。分四档给分。 3．确定C档位后，调整R，使检流计不偏转。分四档给分。 5．记录实验数据。要求数据清晰，单位明确、统一，有效位数保留合理。分四档给分。 6．实验结束后整理实验台。关闭所有电源，开关，并使仪器、设备还原。分四档给分。

电桥测电阻实验报告

实验目的 1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法，理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义； 2、掌握开尔文电桥测量电阻的原理及操作方法； 3、熟悉综合性电桥仪的使用方法及电桥比率和比率电阻的选择原则。实验原理电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。在对角A 和C 之间接电源E ，在对角B 和D 之间接检流计G 。因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关K E 和K G 接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了沟通ABC 和ADC 两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适当调节R 0、R 1和R 2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流I G = 0，这时，B 、D 两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状。图6-l 惠斯通电桥原理图态。这时A 、B 之间的电势差等于A 、D 之间的电势差，B 、C 之间的电势差等于D 、C 之间的电势差。设ABC 支路和ADC 支路中的电流分别为I 1和I 2，由欧姆定律得 I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2 两式相除，得 102 X R R R R = (1) (1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得 1 02 X R R R R = (2) 即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。通常将R 1 / R 2称为比率臂，将R 0称为比较臂。 2.双电桥测低电阻的原理图1

交流电桥 (3)

实验名称：交流电桥得分：87 实验目的：掌握交流电桥的组成原理和用交流电桥测电感电容的方法. 实验原理: 一，交流电桥组成与基本原理平衡条件： 4 3 2 1Z Z Z Z 即 43214321 i i e Z Z e Z Z 实部相等 4 3 21Z Z Z Z 虚部相等 4 321 二,交流元件电阻0R Z R i 电流与电压相位一致电容容抗1C X Z i C 电流比电压超前2 电感感抗L x Z i L 电流比电压落后2 实验一:交流电桥测电感

各臂阻抗 1111 2 2 33441/ 11 s s X X X Z R i C R i C R Z R Z R Z R R i L R i L & &&& 12311x s R R i L R R i C R 实部与虚部分别相等,得到平衡时 2342312314//X s X X L R R C R R R R R R R R R R R 其中Rx 为Lx 的损耗电阻，是由于涡流作用以热量形式发散出去，恰似在电感上串联一个Rx 等效电阻。电感的Q 值 X R L Q 实验二:交流电桥测电容

各臂阻抗 11223411X X s s Z R Z R Z R i C Z R i C && && 121 1 s X s X R R R R i C i C 实部与虚部分别相等,得到平衡时, 2112 ,X S X S R R C C R R R R 其中CS 为标准电容，由电容箱调节RS 为标准电阻，由电阻箱调节，Rx 为Cx 的损耗电阻，是由于涡流作用以热量形式发散出去，恰似在电容上串联一个Rx 等效电阻。试验记录实验仪器及规格精度 ZX17-1交直流电阻器 0.5W RX710型十进制电容箱50V AC 参考值 13X L mH : 10L R : 0.68X C F : 0.65C R : 1500f Hz 计算公式如下: 实验一 23'231'231//2X s X L X X X X L R R C R R R R R R R R R R R L fL Q R R 计算值填入试验表格

交流电桥的原理和应用

用单臂电桥测电阻带实验数据处理

本科实验报告实验名称: 用单臂电桥测电阻实验13 用单臂电桥测电阻（略写）【实验目的】（1）掌握用单臂电桥测量电阻的原理和方法。（2）学习用交换法减小和消除系统误差。（3）初步研究电桥的灵敏度。【实验原理】单臂电桥，也叫惠斯登电桥，适用于精确测量中值电阻（10~的测量装置。电桥法测电阻，其实质是把被测电阻与标准电阻相比较，已确定其值。由于电阻的制造可以达到很高的精度，所以用电桥法测电阻也可以达到很高的精度。电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥。惠斯登电桥是直流电桥中的单臂电桥；双臂电桥又称为开尔文电桥，适用于测量低电阻（~10Ω）。单臂电桥的线路原理单臂电桥的基本线路如图所示。它是由四个电阻R1,R2,Rs,Rx连成一个四边形ACBD，在对角线AB上接上电源E，在对角线CD上接上检流计P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，因而检流计的指针偏转。若适当调节某一电阻值，例如改变Rs的大小可使C,D两点的电位相等，此时流过检流计P的电流Ip=0，称为电桥平衡。则有（1）（2）（3）由欧姆定律知 = 2 （4） =s （5）由以上两式可得（6）此式即为电桥的平衡条件。若R1,R2,Rs已知，Rx即可由上式求出。通常取R1，R2为标准电阻，称为比率臂，将称为桥臂比；Rs为可调电阻，成为比较臂。改变Rs使电桥达到平衡，即检流计P中无电流流过，便可测出被测电阻Rx的值。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，用单臂电桥测量Rx的误差，除其他因素外，还与标准电阻R1,R2的误差有关。可以用交换法来消除这一系统误差，方法是：先连接好电桥线路，调节Rs使P中无电流，可求出Rs，然后将R1与R2交换位置，再调节Rs使P中无电流，记下此时的Rs＇，可得，相乘可得Rx=，这样就消除了由R1,R2本身的误差引起的对Rx引入的测量误差。Rx的测量误差只与电阻箱Rs的仪器误差有关，而Rs可选用高精度的标准电阻箱，这样系统误差就可减小。电桥的灵敏度检流计的灵敏度总是有限的，如实验中所用的检流计，指针偏转一格所对应的电流大约为A。当通过它的电流比A还要小时，指针偏转小于0.1格，就很难察觉出来。假设电桥在R1/R2=1时调到了平衡，则有Rx=Rs。这时，若把Rs改变ΔRs，电桥就失去了平衡，检流计中有电流Ip流过。但是如果Ip小到使检流计觉察不出来，还会认为电桥还是平衡的，因而得出Rx=Rs+ΔRs。这样就会因为检流计的反应不够灵敏而带来一个测量误差ΔRx=ΔRs。为表示此误差对测量结果影响的严重程度，引入电桥灵敏度的概念，定义为 S=（7）之中，是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上是改变Rs，可以证明，改变任意臂所得出的电桥灵敏度是一样的）是由于电桥偏离平衡而引起的检流计的偏转格数。S越大，说明电桥越灵敏，带来的误差也越小，举例来说，检流计有五分之一格的偏转时既可以觉察

交流电桥实验报告资料

交流电桥实验能源与动力工程151班张陆学号：5902615015 交流电桥是测量交流元件阻抗的一种常用电桥,主要用来精确测量电器的电容量和线圈的电感量,也用于测量频率、损耗等电参量及一些可转换为电参数的非电量。交流元件的电参数主要有电阻、电感、电容等。实验目的 1、了解交流桥路的特点和调节平衡的方法。 2、使用交流电桥测量电容及其损耗。 3、使用交流电桥测量电感及其品质因数。实验原理 1、交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，电桥的四个臂1~Z ，2~Z ，3~Z ，4~Z 通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)， ab 间接交流电源E ，cd 间接交流平衡指示器D (毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，c 、d 两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件： 1~Z 3~Z =2~Z 4~ Z 利用交流电桥测量未知阻抗X Z ~(X Z ~=1~Z )的过程就是调节其余各臂阻抗参数使上式成立的过程．一般来说，X Z ~ 包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量X Z ~ ，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置． 2、桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数

分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~ 外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则． (1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上． (2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置． (3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读数)．电桥达到平衡。 3．常用的交流电桥 (1)电容电桥电容电桥主要用来测量电容器的电容量及损耗角，利用已知电容测量未知电容。 ① 电容器的损耗因数等效串联电路中的C 和R 与等效并联电路中的C ˊ、R ˊ是不相等的。在一般情况下，当电容器介质损耗不大时，应当有C ≈C ˊ,R ≤R ˊ。所以，如果用R 或R ˊ来表示实际电容器的损耗时，还必须说明它对于哪一种等效电路而言。因此为了表示方便起见，通常用电容器的损耗角δ的正切tan δ来表示它的介质损耗特性，并用符号D 表示，通常称它为损耗因数。在串联等效电路中，损耗因数表示为 CR C I IR U U D C R ωωδ=== =tan 在等效的并联电路中，损耗因数表示为 ' '1 ''tan R C U C R U I I D C R ωωδ==== 应当指出，两种等效电路都是适合的，所以不管用哪种等效电路，求出的损耗因数是一致的。