大学物理实验：《实验六 用惠斯通电桥测电阻的温度系数》

具大学物理实验 实验六 用惠斯通电桥测电阻的 温度系

实验六 用惠斯通电桥测电阻的 温度系数 大学物理实验

伏安法(电流表、电压表 准确度不高,表内及线路 本身带有电阻误差,精确 度不高) 测电阻的常用方法 电桥法(可以避免伏安法 所造成的误差,精确度很 高,操作更简洁)

测电阻的常用方法 伏安法（电流表、电压表 准确度不高，表内及线路 本身带有电阻误差，精确 度不高） 电桥法（可以避免伏安法 所造成的误差，精确度很 高，操作更简洁）

实验阂的 ◆孝握惠斯通电桥测量电阻的 原理和方法。 ◆学会如何测量电阻阻值及温 度系数

实验目的 ◆掌握惠斯通电桥测量电阻的 原理和方法。 ◆学会如何测量电阻阻值及温 度系数

实验仪器 2023型式直流单臂电桥 电加热器(内盛变压器油) 固定碳膜电阻,电子温度计 铜丝电阻

实验仪器 QJ23型箱式直流单臂电桥， 电加热器（内盛变压器油）， 固定碳膜电阻，电子温度计， 铜丝电阻

1、惠斯通电桥实验原理 D UAB=UAD 2 R U BCOD C lg GR=XR A RX Rs ls RR2=R×s B Rx=R1RsR2=K根Rs

1、惠斯通电桥实验原理 R1 Rx R2 Rs G KG KB E I1 I2 Ix Is Ig UAB=UAD UBC=UDC I1R1=IXRX I2R2=ISRS RI /R2=RX/RS RX=R1 *RS /R2=K*RS D C B A

2、电桥的灵敏度 电桥是否平衡是依据检流计的指针有无俑转 来判炙的。若在电桥平衡时,使比较壁电阻RS 相对其平衡值有微小改变量△RS,电桥将失去 平衡,检流计中应有微小电流Ig流过。但由于 检流计的灵敏度是有限的,如果Ig太小,以鱼 于检流计指针几乎不发生偏转,难以察觉、那 么实验者就会认为电桥仍处于平衡状态,从而 得出Rx=K*(Rs十△RS),出现测量误差 △Rx=K*△RS。也就是说检流计灵敏度不高会 使测量结果有一定的误差。为此引入电桥灵敏 度概念 S=△d/△Rx

2、电桥的灵敏度 电桥是否平衡是依据检流计的指针有无偏转 来判定的。若在电桥平衡时，使比较壁电阻Rs 相对其平衡值有微小改变量△Rs，电桥将失去 平衡，检流计中应有微小电流Ig流过。但由于 检流计的灵敏度是有限的，如果Ig太小，以至 于检流计指针几乎不发生偏转，难以察觉，那 么实验者就会认为电桥仍处于平衡状态，从而 得出Rx=K*（Rs+ △Rs ）,出现测量误差 △Rx=K* △Rs。也就是说检流计灵敏度不高会 使测量结果有一定的误差。为此引入电桥灵敏 度概念： S= △d/ △Rx

3、惠斯通电桥的仪器误差 电桥的基本误差: △基=a%*(Rx+R0/10) a:电桥的准确度等级。 (k=0.01~1a=02k=10~100a=0.5) Rx:待测电阻的准确阻值。 R0:有敌量程中最大的彻的整数次幂。 ●由电桥灵敏度引入的俣差 △灵=0.2S(数值与电桥基本俣差小很多 可以忽暗)

3、惠斯通电桥的仪器误差 ⚫ 电桥的基本误差： △基=a%*(Rx+R0 /10) a：电桥的准确度等级。 （k=0.01~1,a=0.2;k=10~100,a=0.5） Rx：待测电阻的准确阻值。 R0：有效量程中最大的10的整数次幂。 ⚫ 由电桥灵敏度引入的误差： △灵=0.2/S(数值与电桥基本误差小很多， 可以忽略)

实验内容 κ、碳膜电阻的测量 将带测电阻分别接到电桥的忍位置 估计待测值,调节合适的大和R,直到检 流计指针指向零,记录所测各电阻的飞和 R值。每个电阻各测一次

实验内容 A、碳膜电阻的测量： 将带测电阻分别接到电桥的Rx位置， 估计待测值，调节合适的K和Rs，直到检 流计指针指向零，记录所测各电阻的K和 Rs值。每个电阻各测一次

B、金属铜丝的电阻温度系数: Rt- Ro(+a+bt+y Rt:t°时的电阻,Ro:0°时的电阻,αβγ… 电阻温度系数。 但温度变化不大时,公式可以简写成 Rt- Ro(+ad) 将浸在油中的铜丝电阻接在电桥R笸置,打 开电子温度计,给电热杯通电加热,待油温升至 70°左右时断电,在加热过程中应注意不断搅拌。 当油温开始稳定下降时,迄取一个合适的温度 t(75°),测出铜丝电阻对应的欠和R值,以后每个 3°,测出一组欠和R值,共阳2组

B、金属铜丝的电阻温度系数： Rt：t°时的电阻，Ro：0°时的电阻，αβγ… 电阻温度系数。 但温度变化不大时，公式可以简写成： 将浸在油中的铜丝电阻接在电桥Rx位置，打 开电子温度计，给电热杯通电加热，待油温升至 70°左右时断电，在加热过程中应注意不断搅拌。 当油温开始稳定下降时，选取一个合适的温度 t(75°)，测出铜丝电阻对应的K和Rs值，以后每个 3°，测出一组K和Rs值，共12组。 (1 ...) 2 3 Rt = Ro +t + t +t + Rt = Ro(1+t)

数据处理 列表纪最碳膜电阻的K、RS、Rx值和金属 铜丝电阻的T、K、RS、Rx值。 计算每个碳膜电阻的基本误差△基。 计算每个碳膜电阻的不确定度U和相对不 确定度ERo 正确表示各碳膜电阻的测量结果。 用逐差法出金属铜丝的电阻温度系数

数据处理 ➢ 列表纪录碳膜电阻的K、Rs、Rx值和金属 铜丝电阻的T、K、Rs、Rx值。 ➢ 计算每个碳膜电阻的基本误差△基。 ➢ 计算每个碳膜电阻的不确定度U和相对不 确定度ER。 ➢ 正确表示各碳膜电阻的测量结果。 ➢ 用逐差法求出金属铜丝的电阻温度系数 α