山东大学：空间科学与技术教学资源（实验课件）用单桥和双桥法测电阻

用单桥和双桥法测电阻空间科学与应用物理系

用单桥和双桥法测电阻 空间科学与应用物理系

电桥是一种比较式测量仪器，是将待测量与标准量进行比较获得较准确值的测量工具。在测量技术中，被广泛地用来测量电阻、申容、电感、互感、频率及温度、应力、真空度等物理量，并广泛应用于近代工业生产的检测技术和自动控制中。我们将学习两端式电桥（又称惠斯登电桥，单桥）和四端式电桥（又称开尔芬电桥，双桥）

电桥是一种比较式测量仪器，是将待测量与 标准量进行比较获得较准确值的测量工具。 在测量技术中，被广泛地用来测量电阻、电 容、电感、互感、频率及温度、应力、真空 度等物理量，并广泛应用于近代工业生产的 检测技术和自动控制中。我们将学习两端式 电桥（又称惠斯登电桥，单桥）和四端式电 桥（又称开尔芬电桥，双桥）

实验目的1掌握单桥的结构及测量原理；2.学会用单桥测量电阻：3.学习用双桥结构测量低电阻

实验目的 1. 掌握单桥的结构及测量原理； 2. 学会用单桥测量电阻； 3. 学习用双桥结构测量低电阻；

实验仪器20型非平衡多用直流电桥仪一台、待测电阻若干、电阻箱一个、导线若干

实验仪器 • 20型非平衡多用直流电桥仪一台、待测电阻 若干、电阻箱一个、导线若干

实验原理1、单桥测量电阻的基本原理图1所示为两端式电桥的基本电路图。若G的示数不为零说明电桥不平衡，即UB-Up+0。若G的示数为零，说明电桥已平衡，此时B，D两点电势相等，通过Ri.R的电流相等都为Ij，通过R2,R3的电流相等，都为Iz。由欧姆定律可知：BR1I,R,=I,R3RxI,R1=I,R2R/R2=Rx/R3CGAR-RR3/R2=MR3I2R2R3D

实验原理 1、单桥测量电阻的基本原理 图1所示为两端式电桥的基本电路图。若G的示数不为零， 说明电桥不平衡，即UB-UD≠0。若G的示数为零，说明电桥 已平衡，此时B，D两点电势相等，通过R1,Rx的电流相等， 都为I1，通过R2, R3的电流相等，都为I2 。 由欧姆定律可知： A G D B C I1 I2 R1 Rx R3 R2 I1Rx=I2R3 I1R1=I2R2 R1/R2=Rx/R3 Rx=R1R3/R2=MR3

2、双桥法测低电阻的原理电阻的分类：低电阻R100KQ12<R<100KQ,RR1IiAPxlPN1当桥路平衡时，由基mv尔霍夫定律可知：R'R2Px2PN2I,R1=-I2R,+I3R2BRx↑13RIR-IR'+I2RnCx2rN2I2I3(R2+R')=(I2-I3)rCN1国

2、双桥法测低电阻的原理 电阻的分类：低电阻R100KΩ. mv Px2 PN2 R’ I3 当桥路平衡时，由基 尔霍夫定律可知： I1R1=I2Rx+I3R2 I1R=I3R’+I2RN I3(R2+R’)=(I2-I3)r PN1 Cx1 CN1 R1 R R2 Rx RN Cx2 CN2 I1 I2 Px1 A B r

R=R,R/R+r(R,R-RR2)/R(R2+R'+r若令RR2-R,R=0，则R2/Ri=R'/RR=R,R/R=R,R/R上式反映了双桥的平衡条件中有两个比例臂，调节这个比例臂，使RR2-R,R'=0满足，这样平衡双桥的测量公式文回到单桥时的理论公式

Rx=R1RN/R+r(R1R’-RR2)/R(R2+R’+r) 若令RR2-R1R’≡0，则R2/R1=R’/R； Rx=R1RN/R=R2RN/R’ 上式反映了双桥的平衡条件中有 两个比例臂，调节这个比例臂，使 RR2-R1R’≡0满足，这样平衡双桥的 测量公式又回到单桥时的理论公式

四探针法测量电阻及电阻率块材、带材、薄膜R=VI I块材、带材p=RS /

V I 四探针法测量电阻及电阻率 R=V/ I ρ=R S / l 块材、带材、 薄膜 块材、带材 V I

实验内容和步骤用固定倍率档测未知电阻1用万用表粗测待测电阻的阻值，并记录。当被测电阻大于100欧姆时，可采用单桥法。正确选择倍率档，R=MIR3。按照仪器箱上图1所示连接线路，电压选用2V。开通面板的电源开关，先按G按钮，数显毫伏表指零，说明线路正常。测量时依次按下B,G按钮若数显毫伏表不为零，可调节电阻箱R的值，直到数显表为零，即电桥平衡为止

实验内容和步骤 1. 用固定倍率档测未知电阻 ① 用万用表粗测待测电阻的阻值，并记录。当被 测电阻大于100欧姆时，可采用单桥法。 ② 正确选择倍率档， 。 ③ 按照仪器箱上图1所示连接线路，电压选用2V。 ④ 开通面板的电源开关，先按G按钮，数显毫伏表 指零，说明线路正常。测量时依次按下B,G按钮， 若数显毫伏表不为零，可调节电阻箱R3的值，直 到数显表为零，即电桥平衡为止。 Rx=MR3

2.用双桥法测低值电阻选择待测金属棒a.参照仪器箱中图3连接电路，R用标准b.电阻箱;将变换器指向旋到“双”符号，此时R=R'=5002，调节R,=R2=1Ω，接通电源准备测量

2. 用双桥法测低值电阻 a. 选择待测金属棒； b. 参照仪器箱中图3连接电路，RN用标准 电阻箱； c. 将变换器指向旋到“双”符号，此时 R=R’=500Ω，调节R1=R2=1Ω ，接通 电源准备测量