惠斯通电桥详解

,*,大连民族学院大学物理实验教学中心,实验六,惠斯通电桥,第三章 基础性实验,Chapter 3 Fundamental physics experiment,Experiment 6,Wheatstone,bridge,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。,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。,实验原理,R,1,，,R,2,是已知标准电阻 ；,R,s,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,R,s,，使检流计中无电流通过（,I,K,=0,），此时电,达到平衡。,令,M=R,1,/R,2,，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,R,s,值，待测电阻,R,x,便可得到。,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,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,R,x,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，,R,x,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：,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,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,R,s,改变一微小量,R,s,，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 。,待测电阻,标称值,倍率,M(R,1,/R,2,),R,s,Rs,n,1,n,2,Rx,Rx,1,470,1,Rx,2,3K/3K3,1,Rx,3,20K,1,待测电阻,标称值,倍率,C,表盘读数,Rs,Rx,Rx,1,470,0.1,Rx,2,3K,1,Rx,3,20K,10,自组电桥,箱式电桥,数据记录表格,数据处理,待测,结果表达式,自组电桥：待测电阻,R,x,的相对不确定度,本装置,电源电压,:3V,470 ,30mA;,3K,10mA;,20 K,10mA;,实验线路图,