电桥法测内阻实验报告实验目的1、掌握惠斯通电桥检测阻值的原理及操作方式，理解双臂电桥测内阻的“三端”法接线的意义；2、掌握开尔文电桥检测内阻的原理及操作技巧；3、熟悉综合性电桥仪的使用方式及电桥百分比和百分比内阻的选择原则。实验原理内阻是电路的基本器件之一，内阻的检测是基本的热学检测。用伏安法检测内阻，尽管原理简单，但有系统偏差。在须要精确检测电阻时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适合于检测中值内阻(1～106Ω)。惠斯通电桥的原理如图1所示。标准内阻R0、R1、R2和待测内阻RX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。因而电桥由4个臂、电源和检流计三部份组成。当开关KE和KG接通后，各条大道中均有电压通过，检流计大道起了沟通ABC和ADC两条大道的作用，好像一座“桥”一样，故称为“电桥”。适当调节R0、R1和R2的大小，可以使桥上没有电压通过，即通过检流计的电压IG=0，这时，B、D两点的电势相等。电桥的这些状态称为平衡状。图6-l惠斯通电桥原理图态。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大道和ADC大道中的电压分别为I1和I2，由欧姆定理得图1I1RX==I2R2两式相除，得RXR?1R0R2(1)(1)式称为电桥的平衡条件。
由(1)式得RX?R1R0(2)R2即待测内阻RX等于R1/R2与R0的乘积。一般将R1/R2称为百分比臂，将R0称为比较臂。2.双电桥测低内阻的原理单电桥测几欧姆的低内阻时，因为引线内阻和接触内阻(约10-2～10-4Ω),早已不可忽视，造成检测值偏差较大。改进办法是将其中的低阻值桥臂改为四端接法，并增接一对高内阻。改用四线接法后的等效电路为图3。r1，r2串联在电源回路中，其影响可忽视。r3，r4接高内阻，其影响也可忽视。实际的电路如图2。由电路多项式解得RrR1'RR'Rx?2R?(2?2)R1R1'?R2'?rR1R1''2'1使r尽量小，并将两对百分比臂弄成联动机构，尽量RR2?使?R?CR。则XR1＇1图2数据表格：实验步骤：1、按照实验电路图接好电路，选定百分比为；2、连接待测内阻；3、然后调节阻值，使检流计指零，记录实验数据；4、然后改变接入内阻，依次为单个，并联，串联，记录数据；5、整理好实验仪器；6、数据处理；数据处理：1、测量四种方式的接入内阻的仪器偏差：仪器偏差的估算公式为：单内阻1：Δ仪=1*(%*+%*)=；单内阻2：Δ仪=1*(%*+%*)=；串联内阻：Δ仪=1*(%*+%*)=；并联内阻：Δ仪=1*(%*+%*)=；2、计算出相对不确定度：合成不确定度的估算公式为：相对不确定度估算公式为：则各内阻相对不确定度为：单内阻1：单内阻2：串联内阻：并联内阻：检测结果为：；R实=R±U所以得到下表：偏差剖析：1、电桥灵敏度与检流计灵敏度成反比，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流E成反比，为了提升电桥灵敏度可适当提升电源电流。3、电桥灵敏度随着四个桥臂上的内阻值的减小而降低。随着的减小而降低。臂上的内阻值选得过大，将大大增加其灵敏度，臂上的阻值值相差太大，也会增加其灵敏度。4、还有一些也会导致实验偏差，比如：电源电流不太稳定；导线内阻不能完全忽视；检流计没有调好零点；检流计灵敏度不够高。一实验预习中学生步入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括：①实验目的，②实验原理，③实验仪器，④实验步骤⑤实验数据记录表等五部份。以各项叙述是否清楚、完整，版面验前还应预习实验）。二实验操作过程中学生在班主任的指导下进行实验。操作过程分三步，第一步实验打算，包括①连接线路；②检流内勤零；③预置C、R三部份；第二步检测并记录数据，要注意操作的规范性；第三步实验仪器整理，并填写相关登记表格。以各项是否还能根据实验要求独立、正确完成，数据记录是否确切、正确分三档给分。三实验纪律12数据记录及处理中学生在数据处理过程中，是否根据要求正确书写中间估算结果、最终实验结果和不确定度的有二、思考题中学生步入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟过后将书收上去，开始进行实验测试。
测试期间严禁看书。测试内容：借助单电桥检测实验室提供的未知中值内阻电阻，并剖析检测不确定度。评分标准如下：一实验操作部份第一步：实验打算。1．连接线路。正确联接电源、待测内阻。分四档给分。2．检流内勤零，并正确设置各个档位、开关。分四档给分。第二步：实验检测和数据采集。1．正确运用点触式键盘。分四档给分。2．合理借助万用表测出待测内阻大致电阻，并按照大致电阻合理设置C档位和内阻盘R值，保证R的千位档不为零。分四档给分。3．确定C档位后，调整R，使检流计不偏转。分四档给分。5．记录实验数据。要求数据清晰，单位明晰、统一，有效位数保留合理。分四档给分。6．实验结束后整理实验台。关掉所有电源，开关，并使仪器、设备还原。分四档给分。二、实验报告及数据剖析部份1、实验目的、简单原理介绍是否清晰、整齐。分四档给分。2、是否有确切的实验步骤、数据表格，且清晰、整齐。分四档给分。3、实验数据处理是否正确，是否根据要求正确书写中间估算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数。分四档给分。《直流电桥法测内阻》实验报告评分标准一实验预习中学生步入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括：①实验目的，②实验原理，③实验仪器，④实验步骤⑤实验数据记录表等五部份。
以各项叙述是否清楚、完整，版面预习报告不合格者，不容许进行实验。该实验应重新预约，待实验室安排时间后进行实验。二实验操作过程中学生在班主任的指导下进行实验。操作过程分三步，第一步实验打算，包括①连接线路；②检流内勤零；③预置C、R三部份；第二步检测并记录数据，要注意操作的规范性；第三步实验仪器整理，并填写相关登记表格。以各项是否还能根据实验要求独立、正确完成，数据记录是否确切、正确分三档给分。三实验纪律12数据记录及处理中学生在数据处理过程中，是否根据要求正确书写中间估算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数，分三档给分。二、思考题中学生在实验结束后，按照指导班主任的布置完成思索题，抄录题目并回答。根据问题回答是否准三、格式及版面整洁《直流电桥法测内阻》技能测试评分标准中学生步入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟过后将书收上去，开始进行实验测试。测试期间严禁看书。测试内容：借助双电桥检测实验室提供的未知低值内阻电阻，并剖析检测不确定度。评分标准如下：一实验操作部份第一步：实验打算。1．连接线路。正确联接电源、待测内阻。分四档给分。2．检流内勤零，并正确设置各个档位、开关。分四档给分。第二步：实验检测和数据采集。
1．正确运用点触式键盘。分四档给分。2．合理借助C、R档的改变来试探待测内阻的大概电阻，并找到合适的C档位，保证R的粗调档不为零。分四档给分。3．确定C档位后，调整R细调盘，使检流计不偏转。调整中注意不能使用细调盘的空挡处。分四档给分。4．调整中合理运用检流计灵敏度旋钮。在开始时用低灵敏度，最终读数时用高灵敏度。分四5．记录实验数据。要求数据清晰，单位明晰、统一，有效位数保留合理。分四档给分。6．实验结束后整理实验台。关掉所有电源，开关，并使仪器、设备还原。分四档给分。1、实验目的、简单原理介绍是否清晰、整齐。分四档给分。2、是否有确切的实验步骤、数据表格，且清晰、整齐。分四档给分。3、实验数据处理是否正确，是否根据要求正确书写中间估算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数。分四档给分。班级___信工C班___组别姓名____李铃学号__日期_____指导班主任___刘丽峰___【实验题目】用惠斯通电桥测内阻___【实验目的】1、掌握惠斯通()电桥测内阻的原理；2、学会正确使用惠斯通电桥检测内阻的方式；3、了解提升电桥灵敏度的几种方式；4、学会检测单电桥的灵敏度。
【实验仪器】QJ-23型箱式电桥，滑线内阻，转柄内阻箱(0～Ω)，检流计，直流电源，待测内阻，开关，导线若干。【实验原理】1．惠斯通电桥检测内阻的原理图是惠斯通电桥的原理图。图中R1、R2和R0是已知电阻的阻值，它们和被测内阻Rx连成一个四边形，每一条边叫做电桥的一个臂。四边形的对角A和B之间接电源E；对角C和D之间接有检流计G，它像桥一样。电源接通，电桥线路中各大道均有电压通过。当C、D两点之间的电位不相等时，桥路中的电压IG≠0，检流计的表针发生偏转；当C、D两点之间的电位相等时，“桥”路中的电压IG=0，检流计表针指零，这时我们称电桥处于平衡状态。当电桥平衡时，，两式相除可得到Rx的检测公式(5-1)内阻R1R2为电桥的百分比臂，R0为比较臂，Rx为待测臂。只要检流计足够灵敏，方程(1)才能相争当地创立，被测内阻值Rx可以仅从三个已知内阻的值来求得，而与电源电流无关。因为R1、R2和R0可以使用标准内阻，而标准内阻可以制做得非常精密，这一过程相当于把Rx和标准内阻相比较，因此检测的确切度可以达到很高。2．电桥的灵敏度电桥平衡后，将R0改变△R0，检流计表针偏转△n格。假如一个很小的△R0能造成较大的△n偏转，电桥的灵敏度就高，电桥的平衡就才能判定得更精细。
水表的灵敏度是以单位电压变化量所导致水表表针偏转的格数来定义的，即同样在完全处于平衡的电桥里，若检测臂内阻Rx改变一个微小量△Rx，将导致检流计表针所偏转的格数△n，定义为电桥灵敏度，即而且电桥灵敏度不能直接拿来判定电桥在检测内阻时所形成的偏差，故用其相对灵敏度来评判电桥检测的精确程度，即有定义为电桥的相对灵敏度。它反映了电桥对内阻相对变化量的区分能力，实验中可以据此测出所用电桥的灵敏度。可以证明改变任何一个桥臂，电桥的相对灵敏度都是相同的。(5-5)当电桥处于平衡点附近，且为微小量时，可以得到(5-6)由(5-6)式剖析可知：(1)电桥灵敏度S与检流计的灵敏度成反比，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流E成反比，为了提升电桥灵敏度可适当提升电源电流E。(3)电桥灵敏度随着四个桥臂上的内阻值的减小而降低，随着()的降低而降低，臂上的内阻电阻选得过大，将大大增加其灵敏度，臂上的内阻电阻相差太大，也会增加其灵敏度。以上推论为改善电桥相对灵敏度强调了方向，须要强调，在运用提升电源电流和减少桥路各臂电阻便于增强电桥相对灵敏度，千万不要使各臂内阻的负载超过其额定功率，不然将会毁坏各臂内阻。
同时通常成品电桥为了提升其检测灵敏度，一般都安装有外接检流计与外接电源接线柱。并且外接电源电流的选取不能简单为提升其检测灵敏度而无限制地提升，还必须考虑桥臂内阻的额定功率，不然还会出现烧毁桥臂内阻的危险。【实验内容】一、用自组惠斯通电桥测内阻检测的电路图如图所示，图中R1、R2和R0均为旋臂内阻箱，Rx为待测内阻，滑线变阻器的作用是来调节加在电桥两端的电流大小。具体的实验步骤如下：1.首先用万用表粗测出待测内阻的大小，之后选择合适的比列2.调节电源的输出旋钮，使其输出相对较低的电流，调节R0使检流计表针不偏转，再调高电源的输出电流，继续调节R0使检流计表针不偏转，记下此时R0的数值，借助公式估算出待测内阻值。3.对于同一个被测内阻，使用三个不同的比列臂，重复步骤(2)进行检测，取三次检测的平均值即为最终的值。填写以下表格：本实验使用AC5／2型级直流表针式检流计，它的灵敏度较高，使用时必须注意：将表针锁钮转向小白点处，此时表针可以转动，进行零点校验。测试时将“电计”开关按下，检流计与线路接通，否则表针不偏转。断电后，若表针来回摆动，则可按一下“短路”开关，使之早日静止，便于再度测试。在初调电桥平衡时，假若发觉按下“电计”开关时，表针以较快的速率偏向左边，此时应立即抬起“电计"开关，避免非瞬时过载导致的毁坏。
注意不要将“电计”按钮锁住。检验电桥是否达到平衡电桥电路求等效电阻，是以按下“电计”按钮，表针不发生任何可察觉的摆动为准，不要以表针是否指零为根据。检测完毕应将表针锁钮拨向红点，使检流计表针出于止动状态。二、用箱式惠斯通电桥测内阻箱式桥是把电桥的各个器件，包括标准内阻箱、检流计、保护内阻、电源、开关等电桥电路求等效电阻，装在一个袋子里，以便携带、使用便捷．箱式电桥机型各异，本实验使用的QJ一23型直流双臂电桥，又叫惠斯通电桥，适用于检测10Ω以上的中值内阻。具体的实验步骤如下：1.首先进行零点调节，当无电压通过检流计时，其表针应指向零点。2.将待测内阻Rx接在接线柱Rx1、Rx2之间，依照待测内阻电阻的大小，适当选择百分比臂K值(可参看倍率选择表)。K值的大小要使比较臂(内阻箱)上的四个刻度转盘，都要参与调节，即保证内阻的检测结果达到四位有效数。通常应放在一个恐怕值，按下电源按键B，同时按下按键G将检流计接通，观察检流计表针偏转情况，若表针是偏向“+”的一边，说明待测内阻Rx小于恐怕值，这时应该减小比较臂上内阻的示值；反之若检流计表针是偏向“一”一边，说明待测内阻Rx比恐怕值小，应减少比较臂上内阻示值．挨个调节比较臂内阻箱上的四个旋钮(四个旋钮的调节次序应由大到小)，直至检流计接近零。比较臂上四个盘读数之和乘上倍率K值即为待测内阻的电阻，即，并填写以下表格：注意：电源按键开关，实验中不要将此开关G按下锁住，以防止电压热效应导致的电阻改变，并避免电瓶很快用尽。电压计按键开关通常只能跃按，以防止非瞬时过载而导致的毁坏。【原始数据】【数据处理】
