11071319 姜精萍 双电桥测低电阻

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1、北航物理实验研究性报告专题:双电桥测低值电阻实验专题双电桥测低值电阻第一作者姜精萍学号11071319院（系）名称电子信息工程学院第二作者赵新涛学号11021130院（系）名称电子信息工程学院目录摘要1实验原理1实验仪器4实验步骤51.准备工作52.实验操作与记录53.实验仪器整理5数据记录与处理6一、原始数据记录6二、数据处理6讨论81.误差分析82.经验总结83.实验仪器改进建议84.实验感想与收获9附：原始数据记录单10摘要测量电阻时，不同的电阻有不同的阻值，根据电阻阻值的不同，电阻的测量方法也会不同，惠斯通电

2、桥（单电桥）测量的电阻，其数值一般在10～106之间，为中电阻。对于10以下的电阻，例如变压器绕组的电阻、金属材料的电阻等，测量线路的附加电阻（导线电阻和端钮处的接触电阻的总和为10-4～10-2）不能忽略，普通惠斯通电桥难以胜任。实验原理如图1.1所示，用单电桥测低电阻时，附加电阻与和是直接串联的，当和的大小与被测电阻大小相比不能被忽略时，用单电桥测电阻的公式就不能准确地得出的值；再则，由于很小，如≈，电阻也应是小电阻，其附加电阻（图中未画出）的影响也不能忽略，这也是得不出准确值的原因。开尔文电桥是惠斯通电桥的变形

3、，在测量小阻值电阻时能给出相当高的准确度。它的电路原理见图1.2。其中均为可调电阻，为被测低电阻，为低值标准电阻。与图1.1对比，开尔文电桥做了两点重要改进：①增加了一个由、组成的桥臂。②和由两端接法改为四端接法。其中构成被测低电阻，是标准低电阻，常被称为电压接点，称为电流接点。图1.1单电桥附加电阻的影响图1.2开尔文电桥原理图在测量低电阻时，和都很小，所以与、相连的8个接点的附加电阻（引线电阻和端钮接触电阻之和）～～，和间的连线电阻，间的电阻，间的电阻，间的电阻，间的电阻，均应给予考虑。于是，开尔文电桥的等效电路

4、如图1.3(a)所示。其中远小于，远小于，远小于，远小于，均可忽略。、、可以并入电源内阻，不影响测量结果，也不予考虑。需要考虑的只有跨线电阻。简化后的电路如图1.3(b)所示。(a)开尔文电桥的等效电路(b)简化后的电路图1.3调节使电桥平衡。此时，，且有三式联立求解得表面看来只要保证，即可有，附加电阻的影响就可以略去。然而绝对意义上的实际上做不到，这时就可以看成与一个修正值的叠加不难想见，再加上跨线电阻，就可以在测量精度允许的范围内忽略的影响。通过这样两点改进，开尔文电桥将和的接线电阻和接触电阻巧妙地转移到电源内阻

5、和阻值很大的桥臂电阻中，又通过和的设定，消除了附加电阻的影响，从而保证了测量低电阻时的准确度。为保证双电桥的平衡条件，可以有两种设计方式：①选定两组桥臂之比为,将做成可变的标准电阻，调节使电桥平衡，则计算的公式为。式中成为比较臂电阻，为电桥倍率系数。②选定为某固定阻值的标准电阻并选定为某一值，联调与使电桥平衡，则计算的公式变换为此时或为比较臂电阻，或为电桥倍率系数。实验室提供的型单双电桥采用的是第②种方式。实验仪器电阻箱、指针式检流计、固定电阻两个（标称值相同、但不知准确值）、直流稳压电源、滑线变阻器（48、2.5A

6、）、待测电阻、开关等、型单双电桥、FMA型电子检流计、换向开关、四端钮标准电阻（0.001）待测低电阻（铜杆）数显卡尺等。实验步骤准备工作i.检查实验仪器是否完备。ii.检查仪器是否完整，有无损坏。iii.将有开关的仪器均调至关闭状态，滑线变阻器电阻调至最大。实验操作与记录i.参照图3.1所示连接电路，调节至一定值。打开电源开关，合上S，调节使电流表指示为1A。打开电子检流计，调零并预热。图3.1实验电路i.将电阻拨至估计值，接粗调开关，联调使检流计指数大致为零。ii.接细调开关，联调至检流计指数为零。iii.读出示

7、数并记录iv.将开关调至相反方向，重复i～iv的操作。v.改变铜丝长度，合上S，调节使电流表指示为1A，重复i～v的操作至测够7～8组数据。vi.测量铜杆直径，在铜杆不同部位测量8次。实验仪器整理测量结束，关闭电源和电子检流计，拆线。将各仪器还至非工作状态，归放位置；把导线捆扎好，试验台收拾整齐。数据记录与处理一、原始数据记录L(cm)510152025303540=()30.7060.4090.70123.00153.00184.80212.76240.8630.7060.4090.70123.00153.0418

8、4.80212.76240.8612345678(cm)4.174.304.124.154.124.084.194.15=()()100一、数据处理由电桥平衡条件得12345678(cm)51015202530354030.7060.4090.70123.00153.02184.80212.76240.86不确定度计算：2.32310-2cm=