武警后勤學(xué)院物理教研室2014年5月單雙臂電橋測(cè)量電阻引言1.電橋是利用比較法進(jìn)行電磁測(cè)量的一種電路連接方式。2.電橋有直流電橋和交流電橋之分。3.幾類電橋可以測(cè)量很多電學(xué)量，如電阻、電容、電感等，而且配合不同的傳感器件，可以測(cè)量很多的非電學(xué)量，如溫度、壓力等。4.直流電橋主要用于電阻測(cè)量，有單臂電橋和雙臂電橋兩種。單臂電橋主要測(cè)量中值電阻；雙臂電橋用來測(cè)量低值電阻。5.單臂電橋又叫惠斯登電橋；雙臂電橋也稱凱爾文電橋。各種電橋圖片實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握惠斯登電橋的基本原理，了解橋式電路的特點(diǎn)。2.通過用惠斯登電橋測(cè)電阻，掌握電橋的使用方法，了解電橋靈敏度概念。3.了解雙臂電橋測(cè)低電阻的原理，掌握使用方法。4.測(cè)定導(dǎo)線的電阻率。實(shí)驗(yàn)原理1.電阻的測(cè)量方法1.1

伏安法測(cè)電阻：R=U/I。1.2

測(cè)量受到電表內(nèi)阻和電表等級(jí)的限制，不容易準(zhǔn)確。1.３電橋法則克服了這些缺點(diǎn)，它不使用電表讀數(shù)，而是將待測(cè)電阻直接與標(biāo)準(zhǔn)電阻（電阻量具）進(jìn)行比較，故可達(dá)到很高的精確度。DB圖1.伏安法測(cè)電阻圖2.電橋法測(cè)量電阻2.惠斯登電橋測(cè)量電阻2.1測(cè)量電路■.RX與已知電阻R1、R2、Rs連成電橋的四個(gè)臂?！?對(duì)角線AC接電源，稱為電橋的電源對(duì)角線；

■.對(duì)角線BD接檢流計(jì)，稱為電橋的檢測(cè)對(duì)角線，也稱為“橋路”；Rn是保護(hù)電阻

?！?檢流計(jì)檢測(cè)B、D兩點(diǎn)間的電位差。2.2電阻測(cè)量■.當(dāng)B、D兩點(diǎn)間電勢(shì)不等時(shí)，有電流通過檢流計(jì)，電橋不平衡?！?調(diào)節(jié)Rs，使檢流計(jì)中電流為零(Ig=0)，此時(shí)B、D兩點(diǎn)間電勢(shì)相等，電橋達(dá)到平衡.于是有:

I1I23.惠斯登電橋的靈敏度實(shí)驗(yàn)中，電橋是否平衡是依據(jù)檢流計(jì)有無偏轉(zhuǎn)來判定的，但檢流計(jì)的靈敏度總是有限的。如取C=1。假設(shè)電橋已被調(diào)到完全平衡，故然有Rx=Rs。如果此時(shí)令Rs稍作變化，將Rs變成Rs+RS

，電橋就應(yīng)失去平衡，從而應(yīng)有一個(gè)微小的電流流過檢流計(jì)，如果它小到不能使檢流計(jì)發(fā)生可以覺察的偏轉(zhuǎn)，我們會(huì)認(rèn)為電橋仍然是平衡的，因而得出的結(jié)論，就是電橋靈敏度不夠而引起的的測(cè)量誤差。電橋靈敏度定義為：

實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備主要技指標(biāo)：

準(zhǔn)確度等級(jí)：單橋：0.5級(jí)，雙橋：1級(jí)最小分辨率：0.1mΩ

測(cè)量范圍：單橋:1Ω～111.100kΩ，雙橋:10-4Ω～11.11Ω實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.用惠斯登電橋測(cè)量多個(gè)中值電阻阻值；2.測(cè)量電橋的靈敏度；3.用雙臂電橋測(cè)低值電阻；4.測(cè)定導(dǎo)線的電阻率。實(shí)驗(yàn)步驟1.將電橋放置于平整位置，放入電池。在電池盒內(nèi)，裝入5節(jié)1.5V、1號(hào)電池并聯(lián)使用和2節(jié)6F22、9V并聯(lián)使用，此時(shí)電橋就能正常工作。2.調(diào)節(jié)電橋電源開關(guān)至1.5v檔，檢查檢流計(jì)是否指零位，如不在零位，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，檢流計(jì)指針指示零位。3.檢查靈敏度旋鈕，應(yīng)放在最低位置。

4.將被測(cè)電阻，按四端連接法，接在電橋相應(yīng)的C1、P1、P2、C2的接線柱上。如下圖所示，AB之間為被測(cè)電阻。

1）試驗(yàn)引線四根，分別單獨(dú)從雙臂電橋的C1、P1、C2、P2四個(gè)接線柱引出，由C1、C2與被測(cè)電阻構(gòu)成電流回路，而P1、P2則是電位采樣，供檢流計(jì)調(diào)平衡使用。2）必須注意：電流接線端子C1、C2的引線應(yīng)接在被測(cè)電阻的外側(cè)，而電位接線端子P1、P2的引線應(yīng)接在被測(cè)電阻的內(nèi)側(cè)。3）目的：可以避免將C1、C2的引線與被測(cè)電阻連接處的接觸電阻測(cè)量在內(nèi)。5.估計(jì)被測(cè)電阻值大小，調(diào)節(jié)倍率旋鈕和可調(diào)電阻讀數(shù)旋鈕在適當(dāng)位置。6.先按下電源按鈕“B”

，對(duì)被測(cè)電阻Rx進(jìn)行充電，待一定時(shí)間后，估計(jì)充電電流逐漸趨于穩(wěn)定，再按下檢流計(jì)按鈕“G”，根據(jù)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向，逐漸增加或減小電阻數(shù)值，使檢流計(jì)指針指向“零位”，并逐漸調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，使靈敏度達(dá)到最大，同時(shí)調(diào)節(jié)電阻阻值，使檢流計(jì)指針指零。7.在靈敏度達(dá)到最大，檢流計(jì)指針指示“零”位，穩(wěn)定不變的情況下，讀取可調(diào)電阻的阻值讀數(shù)，再乘上倍率開關(guān)的倍率讀數(shù)，即為被測(cè)電阻阻值。8.測(cè)試結(jié)束時(shí)，先斷開檢流計(jì)按鈕開關(guān)“G”，然后才可以斷開電池按鈕開關(guān)“B”，最后拉開電橋電源開關(guān)“B1”，拆除電橋到被測(cè)電阻的四根引線C1、P1、C2和P2。9.在5個(gè)不同的位置測(cè)量導(dǎo)線直徑并求D的平均值。10.用式計(jì)算其電阻率。注意事項(xiàng)1.在測(cè)電感電路的直流電阻時(shí)，應(yīng)先按下“B”按鈕，再按下“G”按鈕，斷開時(shí)，應(yīng)先斷開“G”按鈕，后斷開“B”