大学物理实验 双臂电桥测低电阻

实验28用双臂电桥测低电阻page201电阻按阻值的大小来分低值电阻中值电阻高值电阻R1MΩ1ΩR1MΩR1Ω开尔文电桥惠斯登电桥双臂电桥单臂电桥摇表(电阻伏安特性：电压表、电流表）一、实验目的1．掌握双臂电桥测低值电阻(1Ω以下)的原理。2．学习双臂电桥测低值电阻的方法二、实验原理1．单臂（惠斯登）电桥测中值电阻（1ΩR1MΩ）的原理NXRRRR130GI单臂电桥测电阻时,与R1、R3相连的导线电阻和接触电阻可以忽略不计UB=UD电阻较高电阻较高Rx、RN相连的四根导线和几个接点电阻对测量结果的影响不能忽略。2．双臂电桥测低值电阻（1Ω）的原理RxRN均=低值电阻为减少其影响，双臂电桥作了改进：(1)被测电阻Rx和标准电阻RN均采用四端接法。可大大减少这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响调节R1、R2、R3、R4，使G=0，电桥达到平衡，可得到以下三个回路方程：（2）双臂电桥增设了阻值较高的电阻R2、R4，构成另一臂。（4）两个内侧的电流端C的附加电阻和连线电路总和为r，只要适当调节R1、R2、R3、R4的阻值，可消除r对测量结果的影响。（3）Rx和RN与高阻值R2、R4桥臂串联后，大大减少电压端P的附加电阻影响。rIIRRIRIRIRIRIRIRINx)()(2342232211423310GI解方程，得Rx=?)(241323213RRRRrRRrRRRRRNX2413RRRR双臂电桥的平衡条件NXRRRR13实验中如何实现:2413RRRR？双臂电桥平衡的辅助条件实验中如何实现:2413RRRR(1)设定R1=R2:R1、R2采用依次能改变一个数量级的四档电阻箱（10/102/103/104Ω）(2)设定R3=R4:R3、R4采用同轴调节的电阻箱，不管如何调R3，都能保持R3和R4相等。？R3NXRRRR13如何测Rx?设定R1=R2,RN,只要通过调R3,使IG=0,即可三、实验仪器QJ-36型电桥、平衡指示仪、标准电阻箱、直流稳压电源等。标准电阻RN待测电阻Rx31XNRRRRR3=R4R1=R2四、实验内容与步骤1．用QJ-36型电桥（双桥）测已知标称值的低值电阻（1）按图示连接线路。标准电阻RN待测电阻RxR1=R2=100ΩR3=R4RN=0.13ΩR3=R4R1=R2=1000ΩRN=0.13Ω2)(333RRRNXRRRR13表28-3记录用QJ-36型单双臂电桥测电阻（2）测量R1（Ω）R2（Ω）RN（Ω）R3’（Ω）R3’’（Ω）R3（Ω）Rx（Ω）1001000.13被测电阻标准电阻比率臂电阻电源电压RX（Ω）RN（Ω）R1=R2（Ω）U（V）101～1021011001.5v（双桥）100～10110010-1～100(0.13)10-110-2～10-110-210-3～10-210-310-4～10-310-31034～810-5～10-410-310210-6～10-510-310目的：改变通过ＲＸ及ＲＮ的电流方向（换向测量取平均）可减小系统误差（受电源回路中的热电动势的影响而产生）按住细，调节R3，再使G=0记下R3的第1次读数值R3'于表28-3连接线路换向开关开检流计灵敏度1×10-7档工作电压1.5v(双桥)标准电阻RN=0.13Ω，R1=R2=100Ω估计R3=接通电桥电源按住短路调节指针指零R1RNRx，接通换向开关至任一侧按住粗，调节R3,使电桥平衡G=0换向开关至另一侧按住细调节R3，再使G=0；记下R3的第2次读数值R3''于表28-3R3=384.6Ω如Rx=0.47Ω时，2.步骤2)(333RRRNXRRRR13表28-3记录用QJ-36型单双臂电桥测电阻五、数据处理R1（Ω）R2（Ω）RN（Ω）R3’（Ω）R3’’（Ω）R3（Ω）Rx（Ω）1001000.13确定电阻测量结果的不确定度：ΔＲＸ＝0．02％ＲXmax（0.02是QJ-36型单双臂电桥准确度等级）ＲXmax是所选用的比率臂电阻（Ｒ１、Ｒ２）以及ＲＮ条件下最大可测电阻值。R3的最大可测电阻是1111.1Ω最后把实验结果记为ＲＸ士ΔＲＸ单位。3maxmax11111.10.131.44444()100XNRRRR