惠斯通电桥测电阻实验报告

1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法，

2、理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义；

3、熟悉电桥比率和比率电阻的选择原则。

实验仪器

教学用非平衡电桥DHQJ-3、导线若干、待测电阻

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R3、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R3、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

。

对右图由欧姆定律得

I

1R

X

=I

2

R

2

I

1R

3

=I

2

R

1

两式相除，得

图1

31

2R R R R x =即待测电阻R X 等于R 2/R 1与R 3的乘积。通常将R 2/R 1称为比率臂，将R 3称为比较臂。

实验步骤：

用箱式惠斯通电桥测电阻

箱式桥是把电桥的各个元件，包括标准电阻

箱、检流计、保护电阻、电源、开关等，装在一

个箱子里，便于携带、使用方便．箱式电桥型号

各异，本实验使用的DHQJ-3型直流单臂电桥，又

叫惠斯通电桥，适用于测量100Ω以上的中值电

阻。具体情况如右图所示。

实验步骤如下：

1.首先进行零点调节，当无电流通过检流计时，其指针应指向零点。

2.将待测电阻Rx 接在接线柱7、8之间，并用导线将接线柱1、2和2、3以及8、9之间短路.

3.根据待测电阻阻值的大小，适当选择比率臂K 值(可参看倍率选择表)。K 值的大小要使比较臂(电阻箱)上的四个刻度转盘，都要参与调节，即保证电阻的测量结果达到四位有效数。

4.K 一般应置于一个估计值，按下电源按钮B，同时按下按钮G，调节R3的阻值，即逐个调节比较臂电阻箱上的四个旋钮(四个旋钮的调节顺序应由大到小)，直到数显表指示为零。比较臂上四个盘读数之和乘上倍率K 值即为待测电阻的测量阻值，即3KR R x =

，计算后与真实值比较，并填写以下表格：

数据处理：

单电桥测电阻数据记录

误差分析：

1、电桥灵敏度与检流计灵敏度成正比，检流计灵敏度越高电桥的灵敏度也越高。

2、电桥的灵敏度与电源电压E 成正比，为了提高电桥灵敏度可适当提高电源电压。

3、电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值的增大而减小。随着的增大而减小。臂上的电阻值选得过大，将大大降低其灵敏度，臂上的电阻值相差太大，也会降低其灵敏度。

4、还有一些也会造成实验误差，比如：电源电压不太稳定；导线电阻不能完全忽略；检流计没有调好零点；检流计灵敏度不够高。【思考题】

1.电桥测电阻时，线路接通后，检流计指针总是偏向一边，无论怎样调节，电桥达不到平衡，试分析是什么原因?

答：检流计指针总是偏向一边有可能是电路短路，利用电流表检测流过各个电阻的电流可以排查出问题所在。Ω

/1R Ω/2R 量程Ω/3R Ω/x R 真实值424282200mV

261150.47512V

260750.394242821200mV 1032

199.732002V 1032

199.7312423621200mV 1037

3023.3330002V 1019

2970.851427951200mV 1319

73854.7175000

2V 131673686.73