Transcript 实验六惠斯通电桥

Chapter 3 Fundamental physics experiment
实验六
惠斯通电桥
Experiment 6 Wheatstone bridge
大连民族学院大学物理实验教学中心
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。
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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。
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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。
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实验原理
电桥平衡的条件是B，D
两点电位相等 ，即
I 1 R1  I 2 R2 ,
I x R x  I s Rs
又 I1  I x , I 2  I s
所以有
R1
Rx 
Rs
R2
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。
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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 1 S 。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  RX 1
  0.2  0.4
RX
S
在一般情况下，Rx是固定电阻，阻值不能改变。可以证
n
n
明，在电桥平衡时有
Rx
所以上式可写成： S 

Rx
n
Rs
Rs
Rs
Rs
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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
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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 。
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数据记录表格
自组电桥
倍率M(R1/R2)
待测电阻
标称值
Rx1
470
1
Rx2
3K/3K3
1
Rx3
20K
1
Rs
ΔRs
n1
n2
Rx
箱式电桥
待测电阻
标称值
倍率C
Rx1
470
0.1
Rx2
3K
1
Rx3
20K
10
表盘读数Rs
Rx
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数据处理
自组电桥：待测电阻Rx的相对不确定度
本装置
2
2
2
U Rx
 R   R   R   0.2 
  1    2    s   

Rx
 R1   R2   Rs   S 
R1 R2

 2%,
R1
R2
结果表达式
Rs
 0.1%, S 
Rs
R  Rx (1 
U Rx
Rx
2
待测
1000 0 )
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实验线路图
电源电压:3V
470Ω ,30mA;
3KΩ,10mA;
20 KΩ,10mA;
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