实验报告3  直流电桥（惠斯登电桥）测电阻

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一．[实验目的]

1.理解并掌握用电桥电路测定电阻的原理和方法。

2.学会自搭电桥，并学习用交换法减少和修正系统误差。

3.掌握携带式直流单电桥的使用方法，并对测量结果的不确定进行评定。

二．【实验仪器】

稳压直流电源，电阻箱（3个),检流计，开关，导线，待测电阻，JQ24型电桥。

三．【实验原理】

1. 原理介绍

  惠斯登电桥（单电桥）是最常用的直流电桥，图3-1是它的电路原理图。图中R1，R2和R是已知阻值的标准电阻，他们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。对角A和C之间接电源E；对角B和D之间接电流计G，它像桥一样。若调节R使检流计中电流为零，桥两端的B点和D点电位相等，电桥达到平衡，这时可得 I₁R=I₂R_x,I₁R₁=I₂R_2;两式相除可得R_x=R₂R/R₁  (3-1)

当R1，R2为已知时，可以通过调节R使电桥达到平衡，从而由式（3-1）求得待测电阻Rx的值。

这里R1，R2为电桥的“比率”臂，R为电桥的“比较”臂。

2 电桥的测量误差

电桥的测量误差主要由两方面的因素决定:一是桥臂电阻R1,R2和R本身的误差;二是电桥的灵敏度.下面分别予以讨论

(1) 交换法消除比率臂R1,R2的误差影响

保持R1,R2不变,交换R,Rx的位置,调节R使电桥再次达到平衡,设这时电阻植为R`,根据电桥平衡条件有 ,Rx=(R1/R2)R`

由式(3-1)和式(3-2)得

R= √R·R'                

由于式中不含有R1,R2,就这样消除了由于R1,R2,不准确带来的误差.

（2）电桥的灵敏度

   测量时，我们根据检流计的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的，不说明通过它的电流绝对为零，而只是反映电流小到检流计测不出来。用来反映检流计对多小的电流都有明显反映的参数，称为检流计的灵敏度。

   当电桥达到平衡时,使R改变一个适当的量。R,这时检流计偏转N个小格,定义检流计的灵敏度为S=Nｏ/R/R

S的物理意义为:比较电阻的单位相对改变量引起检流计的偏转量.S越大,电桥越灵敏,带来的误差越小.

四、[实验内容]

1.自搭电桥

（1）按图3-1组装电桥，对待测电阻分别测定；固定R1,R2交换R,Rx位置，再对待测电阻分别测定。

（2）测电桥灵敏度：调R使电桥平衡，让检流计指示零；改变R,让检流计偏转2~5个小格，记下偏转的格数N和⊿R

2.用JQ24电桥测定：对每一个待测电阻，都要根据每一被测电阻的标称值，首先选定比率C并预置测量盘，接着调电桥平衡，得到测量盘读数R值。

3.列表数据表格并利用公式计算待测电阻值及电桥灵敏度。

四、[数据处理]

1.自搭电桥

根据Rx=√R·R’得出：

Rx2=1031.6      Rx4=207.6    Rx5=12.0

2.箱式电桥

根据S=N/(⊿R/R),解得：

S2=3033   S4=404.2    S5=26.54

五、结果分析

1.自搭电桥

所测的R与R’结果相差不大，误差应为系统误差。

2.箱式电桥

所得灵敏度并不相同，可能与比率有关。

由上述实验数据可分析得出，用箱式电桥测电阻要注意比率的选取，实验出现的问题就是整理数据时算出来的数过大有点离谱，未找到原因。待测电阻的阻值越高其灵敏度越低，测出来的数据越不准确。在实验中遇到检流计的指针偏转一边和总不偏转的情况，经检查偏转一边是因为R的阻值太大或太小；R与检流计之间的接线柱接错，总不偏转是因为检流计内部断路。

六、[讨论分析题]

（P33 1）

在用自组电桥测电阻时，检流计总是偏向一边或总不偏转，分别说明这两种情况可能在何处发生了故障。

答：检流计指针不动：(1)检流计损坏;(2)原因可能是电路回路未接通。

检流计指针偏向一边：原因可能是电桥的比率臂（倍率）选得不恰当。若是比率臂选择不当，则改变比率臂的值就能使指针偏向另一边.

1.     直流电桥测电阻使用的是什么方法？为什么它具有较高的测量精度？

答：比较法; 因为当电流计中无电流时：R1=R2 ; R=Rx  Rx=R*(R1/R2)  。由于Rx只与R1，R2，R有关，与通过的电流无关，检流计非常敏感，所以测量的精确度很高。

    

 

第二篇：QJ57型双臂直流电阻电桥(上海正阳仪表厂) 使用说明书

QJ57型双臂直流电阻电桥（上海正阳仪表厂）

使用说明书

用途和特点： 

1．1 QJ57 型是采用凯儿文线路携带式精密型直流双臂电桥。测量范围0。01μΩ~1.111KΩ共分七个

量程。由于内副指零仪，并能内装工作电池，故除测量导线外不用任何附件就能进行测量。适合于工矿企业，科研单位的实验室和车间现场乃至野外工地对各类低值直流电阻，如金属导体的电导率，直流分流电阻，开关被触电阻，线缆电阻以及各类电机，变压器绕组的直流电阻等等作精密测量。 

1．2 电桥主要电阻元件采用低温度系数饶制而成，并经过严格的工艺处理和长期人工老练；灵敏度高，

噪音小，耗电省。 

1． 主要技术指标。 

2．1 QJ57 型技术指标全部符合GB3930—83（测量电阻用支流电桥）国家标准，ZBY164—83 。 

2．2 主要参数：如表1所示：

 2.3 基本误差允许极限： Elim=±C%（RN/10+x） 

式中： Elim:基本误差允许极限， RN：基准值 C：准确度等级指数 X：测量盘示值 2.4 使用环境条件： 

a：参考值：20±0.5℃ 相对温度:40%~60% 

b: 标称值: 20±5℃ 相对温度:20%~75% 

2.5 指零仪 

a: 内附指零仪有机械和电气调零装置,,灵敏度可以调节。 b : 阻尼时间不大于4秒。 

c: 灵敏度:电桥从平衡点开始，电阻值偏离一个等级数值时,指零仪指针偏转应不小于1格. d: 噪 音:指针抖动不大于1/3格. 

e: 在电桥背面电池盒内装有外接指零仪插座. 

2.6 电源:电桥工作电源为R40型1.5V干电池并联使用,内附指零仪电源为6F22型9V干电池一节.. 2.7 外型尺寸:30mm×250mm×160mm 2.8 质 量:约6KG 3. 基本工作原理 

QJ57 型原理线路如图 1 所示.电桥由培率臂,测量盘,指零仪和电源回路四部分组成。其中倍率臂由对称的七对电阻组成，接在桥路的是定值标准电阻 RS，接在电源回路的是限流电阻。测量盘由5步进盘组成，是典型的凯尔电路。 4． 使用方法： 4．1 准备。 

在电桥背面电池盒内按极性接入2节1号干电池和1节6F22型9V集成电池，将倍率开关由“断”分别旋到“BV”和“GV”位置，电源电压检查：指零仪电表指针应进入绿色线条区，表示电桥工作电池和指零仪电池电压正常。预热5分钟之后，调节“调零”旋扭，使指针指“0”，讲倍率盘和测量盘来回旋转数次，以使开关，滑盘接触良好。 4．2 测量： 

将被测电阻按四端扭法接入电桥的C1，P 1， P2， C2 接线柱，如图2所示，其中AB之间为被测

电阻。测量0.1Ω以下电阻时，测量用连接导线电阻应不大于0.01Ω。 

估计被测电阻的大小，适当选择倍率和测量盘，按下：“G”“B”按钮同时调节测盘，使指零仪

重新指零，此时电桥平衡，被测电阻Rx为： 

Rx =倍率×测量盘示值 

指零仪灵敏度开始时应放在较低位置，电桥初步平衡再提高，这样既能缩短测量时间又可以防止指

零仪指针的损坏。 

4．3测量盘：为了使测量值有足够的有效位数，应适当选择倍率，使第一测量盘（最左边）示值不为0，以确保测量的准确并有足够的分辨力，其中第一测量盘左下方圆点为小数点，各测量盘上“X”符号表示值为10。 

4．4 外接电源和外接指零仪： 

当需要较长时间连续测量低值电阻时，建议采用外接电源供电，将电源选择开关拨到：“B”外，外接电源按极性从“B”外接线柱接入。若测量时内附指零仪灵敏度不够时，可以从G为接线柱接入高灵敏度外接指零仪，同时将选择开关拨向“G外” 5．注意事项 

5．1 测量0.1Ω以下电阻时“B”按钮应间歇使用，以节约用电。在测量带电感的直流电阻时，应先按“B”，

再按“G”；断开时，应放：“G”后放“B” 

5．2 在测量大中型变压器线圈电阻时，必须将四根测量导线绞合在一起，以提高对电磁和地磁场的抗干扰

能力，为了进一步提高抗干扰能力，接地“ ”接线柱应与大地接地线相连。 

5．3 电桥使用 

为了全面掌握质量信息，更好为用户服务，敬请贵单位尽快对本产品组织验收检定和试用，一、二个月后请将试用情况填写后，把质量反馈表寄回本厂质保部。 

在验收检定和试用中如发现产品质量不合格，（附带检定报告和反馈表），一同邮回我们厂检定重新检定，回程运费等均有我厂负担。