单双臂电桥测电阻试验报告.docx

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1、单双臂电桥测电阻实验报告篇一：双臂电桥测低电阻实验报告大学物理实验报告实验题目：开尔文电桥测导体的电阻率姓名：杨晓峰 班级：资源0942学号：36日期：2010-11-16 实验目的：1. 了解双臂电桥测量低电阻的原理和方法。2.测量导体电阻率。3. 了解单、双臂电桥的关系和区别。实验仪器本实验所使用仪器有双臂电桥、直流稳压电源、电流表、电阻、双刀双掷换向开关、标准电阻、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计（？C15/4或6型）、千 分尺（螺旋测微器）、米尺、导线等。实验原理：双臂电桥工作原路：工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。Rx和Rn各有两

2、对端钮，C1和C2、Cn1和On2 是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端 钮。接线时必须使被测电阻 Rx只在电位端钮 P1和P2之间， 而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线 电阻与接触电阻对测量结果的影响。比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。R1、R1、R2和R2是桥臂电阻，其阻值均在1OQ以上。在结构上把 R1和R1以及R2和R2做成同轴调节电 阻，以便改变R1或R2的同时，R1和R2也会随之变化，并 能始终保持测量时接上RX调节各桥臂电阻使电桥平衡。此时，因为Ig=0,可得到被测电阻 Rx为1、为了消除接触

3、电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接24 1图1直流双臂电桥工作原理电路可见，被测电阻Rx仅决定于桥臂电阻 Rz和R1的比值及 比较用可调电阻 Rn而与粗导线电阻r无关。比值 R2/R1称 为直流双臂电桥的倍率。所以电桥平衡时被测电阻值二倍率读数X比较用可调电阻读数因此，为了保证测量的准确性，连接 Rx和Rn电流端钮 的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。只要能保证，R1、R1、R2和R2均大于1OQ, r又很小， 且接线正确，直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻 与接触电阻的影响。因此，用直流双臂电桥测量小电阻时， 能得到较准确的测量结

4、果。由图？和图？，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG = 0,C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组(1)?I1R?I3RX?I2R3?I1R1?I3Rn?I2R2 ?I3?I2?R1?I2?R3?R2?解方程组得242RX?R2R3?RRR1? R1?R1R3?R2?R1?R1R?通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R,使得R2R3?R1R成立，则(2)式中第二项为Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电 阻导线Ri内，则有零，待测电阻RX?RRn R1实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到 R2/R1?R3/R。为了减小式中第二项的影响，使用尽

5、量粗的导 线以减小电阻Ri的阻值，使式第二项尽量小，与第一项比较 可以忽略，以满足式。金属电阻率的测定1、按图5所示连接电路，取电源电压为 15V,调节滑线 变阻器是电流表指示为 1A;2、由长到短分别测量铜杆不同长度的电阻(每隔5cm测一次，总共至少 6次)；3、用数显卡尺在铜杆的不同部位测量其直径多次并记 录。图5实验内容及步骤：1.电阻及电阻率的测量。(1)将铜棒按4端接法接入双臂电桥 C1P1C2P2接线柱，估计北侧电阻，选择适合的倍率，接通电源，按下电源，按下粗细调节 钮、调整Rn使电桥平衡，记录 Rn值有公式算由Rx的值，测Rn5次(2)用卡尺测由铜棒长度 L,用千分尺在铜棒不同位

6、置 测由铜棒的直径 D、5次，记录在表格中，有公式求生铜的 电阻率p 2.金属电阻温度系数的测定243(1)。测量电阻的 R-t曲线，并根据曲线计算电阻的温度系 数。首先，将YJ-HW-II型实验仪的 电缆”座通过电缆与恒温 箱连接。将实验仪左侧开关置于设定”，选择所需温度点，调节温度 粗选"、细选”使到达合适位置。然后按下开关使 置于 测量”。打开加热开关，观察仪器显示至选定温度并稳 定下来后，将电阻插入恒温箱中，稍侯电阻升温结束，把信 号接入实验仪的输入端，得到选定温度上Pt100的电阻值。2、重复以上步骤，分别测量设定温度为600C、700C、800C、900C、1000c时P

7、t100电阻的值。根据所记录的数据， 绘出R-t曲线。并在曲线上选取不同两点，计算电阻的温度 系数。3.用双臂电桥测由电阻的精确值。数据记录：电阻R的值铜棒的值：数据处理：#以电阻1为例估算不确定度，表示结果。R1R左=R2RRX 右=2R 右=R1RX左二Rx= (RX 左 + RX 右)/2= = S=An/ (AR/R)=244电阻箱引入误差DRN二% ，式中N为转盘数，R为使用值，m为电阻箱等RR级，比例臂 m取0.1,比较臂m取0.02。按均匀分布：uRu=R1u=R2检流计平衡指示不确定度为：u1?R0.1?= = R3RS传播率为：ur?u?Rx=u=测量结果：Rx=（?）；P=

8、0.683; E=思考题：1 .电桥平衡后，若各桥臂电阻保持不变，只把检流计和 电源的位置互换，是否仍能平衡？说明理由。24 5篇二：实验报告实验报告（双臂电桥测低电阻）姓名：齐翔学号：PB05000815班级：少年班实验台号：2 （15组2号）实验目的2 .学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。3 .掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。4 .学习利用双臂电桥测低电阻，并以此计算金属材料的电阻率。实验原理测量低电阻（小于1?）,关键是消除接触电阻和导线电阻 对测量的影响。利用四端接法可以很好地做到这一点。根据四端接法的原理，可以发展成双臂电桥，线路图和 等效电路如图所示。？标准

9、电阻Rn电流头接触电阻为 Rin1、 R in2 ,待测电阻Rx的电流头接触电阻为 Rix1、R ix2 ,都连 接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触 电阻为Rn1、R n2,待测电阻 Rx电压头接触电阻为 Rx1、 Rx2,连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电 阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。由图？?阴口图？?，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG =0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1） ?I1R?I3RX?I2R3?I1R1?I3Rn?I2R2 ?I3?I2?R1?I2?R3?R2?解方程组得RX?R2R3?RRR1? R1

10、?R1R3?R2?R1?R1R?通过联动转换开关，同时调节R1、R2、R3、R,使得R2R3成立，则（2） ?R1R式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线 Ri内，则有Rx?RRn R1但即使用了联动转换开关，也很难完全做到 R2/R1?R3/R o为了减小式中第二项的影响，应使用尽量粗的导线，以减小 电阻Ri的阻值，使式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略， 以满足式。参考：铜棒：1.694 10-8 Q m吕棒：2.7 10-8 Q - m所用到的器材：直流复射式检流计、0.02级QJ36型双臂两用电桥、059-A 型电流表、电源、单刀双掷

11、开关，导线若干实验数据处理：直流电桥：0.02级标准电阻：Rn=0.001?0.01 级 彳=2mm一、铝棒的平均值和不确定度的计算铝棒的直径和A类不确定度:n=6 x=5.0001x2=5.002xxxx3 4 5 6=4.988 =5.000 =5.000 =4.988 nx?xi/n? 4.996i?1?xi?x/?n?1?0.008246i?1 n n2?A?xi?x/?n?1?*n?0.003366i?12以 A=0.003366 tP=1.11 c=3A 0=0.002以 B=A 0/c=0.000667 kp=1U0.68?tP*?AkP*?B?0.002985652?2二、铜棒

12、的平均值和不确定度的计算 铜棒的直径和A类不确定度： n=6 x=4.9801x2=4.974xxxx3 4 5 6=4.988 =4.980 =4.980 =4.978nx?xi/n? 4.980i?1?xi?x/?n?1?0.008654i?1n2 ?A?xi?x/?n?1?*n?0.003366i?12铜棒的B类不确定度与合成不确定度： '=0.003366 tP=1.11 c=3A 0=0.002以 B=A 0/c=0.000667 kp=1U0.68?tP*?A?kP*?B?0.00265922三、40cm铜棒电阻R的测量与数据处理: (1)平均值和A类不确定度：n=6x=1

13、600.031 x2=1600.01 xxxx3 4 5 6=1601.31 =1601.32 =1600.08 =1600.04 nx?xi/n? 1600.465i?1 ?xi?x/?n?1?0.0000021i?1 n2篇三：二级大物实验报告-双臂电桥测低电阻实验题目：双臂电桥测量低电阻实验目的：掌握双臂电桥的工作原理，并用双臂电桥测量金属材料的电阻率实验原理：低电阻是指电阻值小于1Q的电阻。当测量低电阻时，必须考虑接触电阻和导线电阻对测量产生的影响，故普通的伏安法和惠斯通电桥法就失效了。（如下图）根据惠斯通电桥结合四端接法改进成的双臂电桥可消除附加电阻的影响。（右下图）由于接触电阻Rn

14、1、Rn2、Rx1、Rx2均与大电阻R、R1、R2、R3串联，故其影响可以忽略，当电桥平衡时，IG=0,由基尔霍夫定律，得：?I1R?I3RX?I2R3? ?I1R1?I3Rn?I2R2?I3?I2?R1?I2?R3?R2?解得：RX?RR1R1?R2R3? ?R3?R2?R1?R1R?RR1通过联动转换开关，调节R、R1、R2、R3,使得R2R1?R3R成立，那么有：RX?RR1Rn实验内容：1、测量铜棒长度（各 6次）2、按图连接好电路，分别选取30cm和40cm长度接入电路，将双刀双掷开关正反各打三次，各得 6个电阻数据3、同铜棒，测量铝棒 40cm接入电路的电阻4、根据所得数据算由各自

15、的电阻率，并计算铜棒40cm接入电路时的数据不确定度。实际电路图实验数据：数据分析：根据电阻率的计算公式以及Rx的表达式可以得到：?DRRn4LR12?铝棒直径平均值6?DD?i?1i6 ?4.990?4.996?4.997?4.992?4.991?4.9956mm?4.994mm测量所得电阻的平均值：6?RR?i?1i6 ?754?749?754?752?756?7506?753?那么计算得?DRRn4LR12?3.14?753?0.00124?0.4?1000?m?3.69?10?8?m铜棒直径平均值：6?DD?i?1i6 ?4.985?4.980?4.987?4.984?4.988?4.

16、9816mm?4.984mm测量所得电阻的平均值：7?RR?i?1i6 ?1194?1199?1196?1199?1197?11966?1197?那么计算得?DRRn4LR12?3.14?1197?0.00124?0.3?1000?m?7.78?10?8?m铜棒直径40cm铜棒接入电路时：（进行不确定度计算）平均值：6?DD?i?1i6 ?4.985?4.980?4.987?4.984?4.988?4.9816mm?4.984mm测量所得电阻的平均值：6?RR?i?1i6 ?1605?1610?1608?1610?1607?16096?1608?那么计算得?DRRn4LR12?3.14?160

17、8?0.00124?0.4?1000?m?7.84?10?8?m直径D的测量列的标准差为 ?ii)2 n?1222222 ?.987）?6?1mm?0.003mm取P=0.95,查表得t因子tP=2.57,那么测量列 D不确定 度的A类评定为tP?n?2.57?0.0036mm?0.003mm仪器（千分尺）的最大允差A仪=0.001mm,按照正态分布算，测量列的不确定度的B类评定uB?C?0.0013mm?0.0003mm那么合成不确定度62222U?tP?kPuB?0.003?mm?0.003mm,P?0.95 电阻R的测量列的标准差为?ii)2n?122?22 ?26?1 ?2?取P=0.

18、95,查表得t因子tP=2.57,那么测量列 R不确定 度的A类评定为tP?n?2.57?26?2?仪器(电阻箱)为0.02级，那么A仪= 1608X 0.02% Q =0.32,Q 考虑到人的判断相对来说比较精确，因此认为 uB (R)=A仪=0.32 0。那么合成不确定 度?6222 2 U? tP?kPuB?2?2?,P?0.95又有 U (Rn) =0.01% X 0.001 Q=1K70U (R1) =1000 X 0.02% Q =0.2 Q UL) =2mm 根据不确定度的传递公式应该有： U ?42 UD? 2UR? 2URn? 2UL? 2UR1 2那么 U?UD 2 4口?UR ? 2URn ? 2UL ? 2UR122400)?m?0.09?102?8?m于是最终结果写成：?U?10?8?m,P?0.95课上思考：为什么电流反向后测量值有差别？由于测量电阻为小电阻，电桥平衡中又有较精密的仪器。故交换电流方向后，导线上的电阻造成的误差就会体现由来，因此会有差别实验小结：1、本实验原理比较简单，但电路图连接比较复杂，特别是电阻的四端接法应注意正负极的一致；2、实验过程中应该注意对仪器的调零和保护；3、实验中测量同一组量时注意保持系统的稳定，不可中途拆卸，否则会造成比