853—10—1)实验十电桥法测电阻电桥是一种精密的电学测量仪器，可用来测量电阻、电容、电感等电学量，并能通过这些量的测量测出某些非电学量，如温度、真空度和压力等，被广泛应用在工业生产的自动控制方面.【实验目的】1.掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和特点.2.学会QJ19型两用直流电桥的使用。3.了解双臂电桥测低电阻的原理和特点.【实验原理】直流电桥主要分单臂电桥和双臂电桥。单臂电桥又称惠斯登电桥，一般用来测量102〜1060的电阻•双臂电桥又称开尔文电桥，可用来测量10—5~10—20范围的电阻。实验所用的QJ19型电桥是单、双臂两用直流电桥。1.惠斯登单臂电桥的工作原理惠斯登电桥的原理电路如图3—10—1所示，四个电阻R、R、R、和R称为电桥的四个臂，组123x成一个四边形ABCD，对角D和B之间接检流计G构成“桥”用以比较“桥”两端的电位，当D和B两点的电位相等时,检流计G指零，电桥达到了平衡状态.此时有IR=IR，IR二IR1122xx33由于I=I，I=I因此可得1x32RRRxR32（3—10—1）式为惠斯登电桥的平衡条件，根据R「R2和〜的大小，可以计算出待测电阻尺的阻值,一般称R「R2为比率臂,R3为比较臂。862.开尔文双臂电桥的工作原理在惠斯登电桥电路中，存在着接触电阻和接线电阻，这对低电阻的测量将带来很大的误差。特别是当待测电阻的阻值与接触电阻同数量级时，测量便无法进行。在此情形下，为了获得准确的测量结果，必须采用开尔文双臂电桥进行测量。开尔文双臂电桥的电路结构如图3-10—2所示,R为待测电阻，R为xS低值标准电阻，R、R、R和R均12内外为阻值较大的电阻，Y表示联接R和xR的接线电阻（其中包括这一接线与R和R的接触电阻）它与R,R同数量级，是引起测SxSxS量误差的重要因素，必须设法消除它的影响•对图中以7、2、4为顶点的△形电路变换成Y型电路后，就可把双臂电桥变成一个惠斯登电桥，根据惠斯登电桥的平衡条件，不难得到开尔文电桥的平衡方程。RR-rRRR=外R+2（外一内）（3—10-2）XRSR+R+rRR1内212不难看出，如果在电桥结构上能够做到R=R和R=R（3—10—2）式右边的第二项内外12为零，此时平衡方程就变成如下形式：RR=亠R（3-10-3）2RS1实际上不可能完全做到匚=,R=R，但只要把r值做得很小，（3-10—2）式右边的内外12第二项便为二阶无限小量，此时就可以认为（3—10-3）式成立.3.电桥的灵敏度（3-10-1）式和（3-10—3）式是在电桥平衡条件下推导出来的，在实验中测试者是依据检流计G的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的.然而，检流计的灵敏度是有限的•例如，图3-10-2双臂电桥的电路结构87选用电流灵敏度为1格/1微安的检流计做为指零仪，当通过检流计的电流小于10-7安培时，指针88AnAR~x3—10—偏转不到0。1格,观察者难于觉察，就认为电桥已达平衡，因而带来测量误差。对此引入电桥灵敏度的概念。它定义为AR是在电桥平衡后R的微小增减量，实际上是桥臂R的增减量；An是相应的检流计偏转xx格数•电桥灵敏度S的单位是“格”S越大在R基础上增减AR能引起的检流计偏转格数xx就越多。电桥越灵敏，测量误差减小•如S=100格表示当R改变1%时检流计有1格的偏转。x电桥灵敏度的大小是与工作电压有关的。在实验中，为使电桥灵敏度足够，电源电压不能过低，当然也不能过高,否则可能损坏电桥。【实验内容】1.用两端式单臂电桥测电阻（102〜1。60）⑴利用万用表欧姆档粗测被测电阻R的阻值图3—10-3两端式单臂电桥测电阻接线图①将检流计接到“检流计"端钮（检流计的使用参见实验十二）.②稳压电源接到“电源（两）”端钮。③被测电阻接到“未知电阻（两）"端钮，“标准电阻（四）”端钮用短路片连接。⑶连线后检查四个按钮开关，将其松开。经教师检查后方可打开稳压电源及灵敏电流计的电源开关。8911031103104103104105104105106104桥臂电阻电源电压11111⑷根据被测电阻尺的估计值从表3—10-1中选择R1、R2及电源电压值。用S1、S2R两个旋钮调R、R为所选之值，调稳压电源输出为所选值。先根据估R=才R算出R的12xR332估计值，将测量盘放置该值。表3-10—1⑸首先将“电源（两）”按键按下并旋转卡住，接通电源。然后按下“粗"按键，调节测量盘电阻R直到检流计指零；断开”粗“按键，按下”细“按钮...
