直流电桥测电阻
保安法-kkl
2023年2月21日发(作者：武汉东湖风景区)自组直流电桥测量电阻
创建人：总分：得分：
一、实验目的与实验仪器共10分，得分
目的：
1.理解惠斯通电桥的平衡原理及桥式电路的特点。
2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3.了解影响电桥灵敏度的因素，并对测量结果进行误差分析。
实验仪器：
直流稳压电源，开关，四线电阻箱（3个），滑动变阻器（2个），
待测电阻（3个），检流计，导线若干。
二、实验原理共15分，得分
1、惠斯通电桥的工作原理
惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。
图6.1.2-1
2、电桥的灵敏度
电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总
是有限的，假设电桥在R
1/R2=1时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改
变一个微小量△R
0，则电桥失去平衡，从而有电流IG流过检流计。如果
IG小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到
Rx=R0+△R0，△R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△
Rx。引入电桥的灵敏度，定义为
S=△n/(△Rx/Rx)
式中的△R
x是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上若是待测电阻
Rx不能改变时，可通过改变标准电阻R0的微小变化△R0来测电桥灵敏
度），△n是由于△R
x引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越
大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。S的表达式可变换为
S=△n/(△R0/R0)=△n/△IG（△IG/(△R0/R0)）=S1S2
其中S
1是检流计自身的灵敏度，S2=△IG/(△R0/R0)由线路结构决定，
故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S
2与电源电压、检流计的内阻及
桥臂电阻等有关。
3、交换法（互易法）减小和修正自搭电桥的系统误差
自搭一个电桥，不考虑灵敏度，则R
1、R2、R0引起的误差为△Rx/
Rx=△R1/R1+△R2/R2+△R0/R0。为减小误差，把图6.1.2-1电桥平衡中的
R1、R2互换，调节R0，使IG=0，此时的R0记为R0
’,则有
Rx=R2/R1R0
’
这样就消除了R
1、R2造成的误差。这种方法称为交换法，由此方法
测量R
x的误差为
△R
x/Rx=1/2(△R0/R0+△R0
’/R0
’)
即仅与电阻箱R
0的仪器误差有关。若R0选用具有一定精度的标准电
阻箱，则系统误差可以大大减小。
三、实验内容和步骤共15分，得分
1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。
2、线路连接好以后，检流计调零。
3、调节直流电桥平衡。
4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度
公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△R0/R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。
5、记录数据，并计算出待测电阻值。
四、数据记录与处理总分值：60得分
★1、自组电桥测电阻，测电桥灵敏度
交换法由标准电阻计算Rx，，电阻箱仪器误差=0.1Ω
待测电阻序号345678910
标称值（Ω）270499000
☆(不计分)（1）电源电压E（V）=20
☆(不计分)（2）检流计量程（uV）=50
00
/RR
n
S
△
☆(不计分)（3）Rx标称值（Ω）=1000
☆(25分)（4）待测电阻及电桥灵敏度的测量数据表格：
电桥平衡电桥不平衡
电
阻
R1R2R0Rx
Rx
平均值
△n△R0SS平均值
原
始
组
1.4
975.2
975.2
539.0125.05
125.05
交
换
组
1.4539.0125.05
原
始
组
500500975.4
975.2
323.4125.05
交
换
组
500500975.4323.4125.05
原
始
组
100100975.4
975.2
215.6125.05
交
换
组
100100975.4215.6125.05
☆(5分)（5）
0
'
0
0
0
R
R
R
R
RR
xx
计算过程和结果：
☆(5分)（6）待测电阻的测量结果表达式xxx
RRR
=R2/（R1*R0）
☆(5分)（7）电桥灵敏度与桥路电阻的关系描述：电桥灵敏度与桥臂阻值成反比。
★2、直流电桥灵敏度研究
☆(15分)数据表格：
电压0.5V1.0V1.5V2.02.5V3.0V
R0580.3580.3580.3580.3580.3580.3
△R0137.767.645.532.926.822.7
△n555555
S21.0742.9263.7788.19108.265127.82
☆(5分)电桥灵敏度与电路电压的关系描述：电桥灵敏度与电路电压成正比。
五、实验感悟
1.通过此次实验更加深刻了解了直流电桥法测电阻的原理，同时更加熟悉了电路的
操作。
2.实验过程中必须谨慎仔细，尽可能的减小实验误差带来的影响。
3.测量时必须注意各个仪器的量程与精度，精准记录数据。