惠斯通電橋實(shí)驗(yàn)報(bào)告

合肥師范大學(xué)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

大學(xué)3班學(xué)號(hào)姓名鄭斌

實(shí)驗(yàn)日期班主任簽字成績

【實(shí)驗(yàn)名稱】惠斯通電橋測內(nèi)阻

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?span style="display:none">pbv物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

（1）把握惠斯通電橋的基本原理。

（2）學(xué)會(huì)自組惠斯通電橋測阻值，把握QJ23型箱式電橋的使用技巧。

（3）了解直流電橋的靈敏度及影響它的誘因，平衡電橋檢測阻值的偏差來源。【實(shí)驗(yàn)儀器】

ZX21內(nèi)阻箱、檢流計(jì)（或數(shù)字電流表）、QJ23型箱式電橋、滑線變阻器、待測內(nèi)阻、保護(hù)內(nèi)阻、直流穩(wěn)壓電源、導(dǎo)線、開關(guān)等。

【實(shí)驗(yàn)原理】

（1）惠斯通電橋原理

惠斯通電橋就是一種直流雙臂電橋，適用于測中值內(nèi)阻，其原理電路如圖7-4所

示。若調(diào)節(jié)阻值到合適電阻時(shí)，可使檢流計(jì)G中無電壓流過，即B、D兩點(diǎn)的電位相

等，這時(shí)稱為“電橋平衡”。電橋平衡，檢流計(jì)中無電壓通過，相當(dāng)于無BD這一支

路，故電源E與內(nèi)阻

R、

R可看成一分壓電路；電源和內(nèi)阻

R、

R可看成另一分

壓電路。若以C點(diǎn)為參考，則D點(diǎn)的電位

V與B點(diǎn)的電位

V分別為

2因電橋平BD

=故解里面兩式可得

上式稱作電橋的平衡條件，它說明電橋平衡時(shí)，四個(gè)臂的電阻間成比

例關(guān)系。假如

R為待測內(nèi)阻，則有S

。選定1

R、

R簡單的比列如（1:1

，

惠斯通電橋原理圖

（2）電橋的靈敏度

1:10，10:1等)并固定不變，之后調(diào)節(jié)RS使電橋達(dá)到平衡。

故常將

R、

R所在橋臂稱作比列臂，與

R、

R相應(yīng)

的橋臂分別稱作檢測臂和比較臂。

電橋的靈敏程度定義：

SSRRn

靈敏度S越大，對電橋平衡的判

斷就越容易，檢測結(jié)果也越確切。S的表達(dá)式

21SSRRIIn

RRnSS

Sgg

xsEsxgXgExsRRRRRRRRRRRRRRRRRRESS

221（3）電橋的檢測偏差

電橋的檢測偏差其來源主要有兩方面，一是標(biāo)準(zhǔn)量具引入的偏差，二是電橋靈敏度引入的偏差。為減輕偏差傳遞，可采用交換法。

交換法：在測定xR以后，保持比列臂1R、2R不變，將比較臂sR與檢測臂xR的位置

對換，再調(diào)節(jié)sR使電橋平衡，設(shè)此時(shí)sR變?yōu)閟

R'，則有：2

xsRRRR'=，

由上兩式得xR=。

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】用自組電橋測內(nèi)阻。

（1）按上電路圖聯(lián)接好電路圖。

（2）按照xR的簡略值選擇合適的百分比12/RR。如xR為千位數(shù)電阻，百分比12/RR應(yīng)選1：10；百位數(shù)電阻，則選1：1。另外，為使電橋早日調(diào)到平衡大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)惠斯通電橋，可先預(yù)選sR的

數(shù)值，使其前兩位數(shù)字與xR的簡略值相同。接通電源開關(guān)K1，當(dāng)電橋平衡時(shí)，記下

sR值。

（3）用交換法檢測：將xR與sR的位置交換，重復(fù)以上步驟，測出s

R'。（4）求出用交換法測得的內(nèi)阻值xR。

（5）由不確定度傳遞公式及內(nèi)阻箱的確切度等級(jí)恐怕xR的B類不確定度xRU。

【數(shù)據(jù)表格與數(shù)據(jù)記錄】

交換法測未知內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：

由公式xR=

4.?=323.03

（歐姆）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)惠斯通電橋，xR＇=?=1021.4

由公式：

SSRRn

帶入數(shù)據(jù)S=407.6S＇=50.35

按照各內(nèi)阻箱的確切度等級(jí)恐怕xR的B類不確定度xRU，帶入偏差傳遞公式。

由偏差傳遞公式:()()()()2

222)60.4072.0()10191()10001.0(10001.0÷+÷+÷+÷=0.0012

xRU／x

R()2

222)35.502.0()10191()10001.0(10001.0÷+÷+÷+÷=0.009

xRU=0.0012×323=0.3876xRU＇=0.009×1021.4=9.1926

【小結(jié)與討論】

1)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果可知實(shí)驗(yàn)精度大致符合實(shí)驗(yàn)要求。2)滑鍵在哪些位置時(shí)，檢測結(jié)果的相對偏差最小？

答：為了清除因?yàn)閮?nèi)阻絲不均勻所形成的偏差，我們把RX和R0的位置對調(diào)，重新使電橋處于平衡狀態(tài)，測得內(nèi)阻絲AD的寬度為L1’，DC的寬度為L2’=L–L1’由電橋的平衡條件得''

0'1

XLRRL=我們?nèi)纱螜z測的平均值，

作為待測內(nèi)阻的電阻。最后討論滑鍵在哪些位置時(shí)，檢測結(jié)果的相對偏差最小。由

LLRRRLLL=

=-得11111

0022

11()()()

XLLLLLLLRRRLLLL-?+???==--所以，RX的相對偏差111

()XX

RLLERLLL??=

-由

0dE

dL=知，當(dāng)12LL=時(shí)，E

有極小值。因而，我們應(yīng)該這樣選擇R0：當(dāng)滑鍵D在內(nèi)阻絲中央時(shí)，使電橋達(dá)到平衡狀態(tài)。

注：

1、所有電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用統(tǒng)一摸版，內(nèi)容按統(tǒng)一規(guī)定員輯。否則不與受理。

2、學(xué)院、班、姓名等用黑體（正文）五號(hào)，不要

加粗。

3、實(shí)驗(yàn)名稱用黑體（正文）四號(hào)，不要加粗。

4、其余項(xiàng)目統(tǒng)一用黑體（正文）五號(hào)，不要加粗。

5、報(bào)告內(nèi)容中出現(xiàn)中文字母或英語詞組統(tǒng)一用

TimesNewRomar五號(hào)，不要加粗。

6、報(bào)告內(nèi)容公式統(tǒng)一用Word公式編輯器編撰。

公式3.0）

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