1、大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心 實驗六實驗六 惠斯通電橋惠斯通電橋 Chapter 3 Fundamental physics experiment Experiment 6 Wheatstone bridge大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心 電橋電路在電學中是一種很基本的電路。電橋電路在電學中是一種很基本的電路。利用電橋平衡原理構成的電測儀器，不僅利用電橋平衡原理構成的電測儀器，不僅可以測電阻，也可以測電容、電感，并可可以測電阻，也可以測電容、電感，并可通過這些物理量的測量來間接測量非電學通過這些物理量的測量來間接測量非電學量

2、，例如溫度、壓力等，因此電橋電路在量，例如溫度、壓力等，因此電橋電路在自動化儀表和自動控制中有著廣泛的應用。自動化儀表和自動控制中有著廣泛的應用。大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心實驗目的實驗目的: :1.1.掌握惠斯通電橋測量電阻的基本方法。掌握惠斯通電橋測量電阻的基本方法。2.2.掌握自組惠斯通電橋的基本原理。掌握自組惠斯通電橋的基本原理。大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心實驗原理實驗原理R R1 1，R R2 2是已知標準電阻是已知標準電阻 ；R Rs s是可變標準電阻；是可變標準電阻；RxRx是被測電阻是被測電阻 B B，D

3、D間接檢流計。接通電路間接檢流計。接通電路后，檢流計一般不示零，說后，檢流計一般不示零，說明明B B，D D兩點電位不相等，通兩點電位不相等，通過調節過調節R Rs s，使檢流計中無電，使檢流計中無電流通過（流通過（I IK K=0=0），此時電），此時電達到平衡。達到平衡。大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心ssxxRIRIRIRI,2211令令M=RM=R1 1/R/R2 2，稱為，稱為“倍率倍率”, ,用用M M表示，則式（表示，則式（2 2）可寫為）可寫為Rx=Rx=M MRsRs。因此當電橋調平衡后，只要讀出。因此當電橋調平衡后，只要讀出M M和和R Rs

4、 s值，待測電值，待測電阻阻R Rx x便可得到。便可得到。實驗原理實驗原理 電橋平衡的條件是電橋平衡的條件是B B，D D 兩點電位相等兩點電位相等 ，即，即又又sxIIII21,所以有所以有sxRRRR21大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心 S1電橋相對靈敏度電橋相對靈敏度 檢流計偏轉一格相當于被測電阻的相對變化為檢流計偏轉一格相當于被測電阻的相對變化為 。例如。例如S S=50=50（格），則當（格），則當R Rx x改變改變=2%=2%時，檢流計可以有一格的偏轉。時，檢流計可以有一格的偏轉。通常觀測者可以察覺出通常觀測者可以察覺出0.20.2格的偏轉，這就

5、是說，由于檢流計格的偏轉，這就是說，由于檢流計靈敏度的因素所帶來的測量誤差靈敏度的因素所帶來的測量誤差在一般情況下，在一般情況下，R Rx x是固定電阻，阻值不能改變。可以證是固定電阻，阻值不能改變?？梢宰C明，在電橋平衡時有明，在電橋平衡時有所以上式可寫成：所以上式可寫成：10.20.4XXRRSssxxRRnRRnssRRnS大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心箱式電橋介紹箱式電橋介紹1.1.將被測電阻連接在將被測電阻連接在X1X1和和X

6、2X2兩個兩個 端鈕間。端鈕間。2.2.估測被測電阻之近似值，將倍估測被測電阻之近似值，將倍率旋鈕和比較臂旋鈕旋至適當檔率旋鈕和比較臂旋鈕旋至適當檔位。并調整檢流計上的零位調節位。并調整檢流計上的零位調節器，使檢流計指針停在零線上。器，使檢流計指針停在零線上。3.3.按下按鈕按下按鈕“B0”B0”和和“G1” G1” ，分別調整四個比較臂旋鈕，直至分別調整四個比較臂旋鈕，直至檢流計指針基本指零，放開檢流計指針基本指零，放開“G1” G1” ，隨即再按下，隨即再按下“G0” G0” ，再次調整四個比較臂旋鈕，直再次調整四個比較臂旋鈕，直至檢流計指針指零為止。至檢流計指針指零為止。4. 4. 操作

7、時應注意，按鈕的順序操作時應注意，按鈕的順序是先按是先按B B后接后接G G，先放，先放G G后放后放大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心實驗任務及操作步驟實驗任務及操作步驟1 1、按實驗室提供的自組電橋板及有關器件按圖、按實驗室提供的自組電橋板及有關器件按圖2 2 連接線路，組裝惠斯通電橋，并用它來測量未知連接線路，組裝惠斯通電橋，并用它來測量未知電阻電阻 。2 2、測電橋相對靈敏度。電橋調平衡后，將、測電橋相對靈敏度。電橋調平衡后，將R Rs s改改變一微小量變一微小量R Rs s，記下檢流計指針向左右分別，記下檢流計指針向左右分別偏轉的格數偏轉的格數 。3 3

8、、用箱式電橋測未知電阻、用箱式電橋測未知電阻 。大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心待測電阻標稱值倍率M(R1/R2) Rs Rs n1 n2RxRx1470 1Rx23K/3K3 1Rx320K 1待測電阻標稱值倍率C表盤讀數Rs RxRx14700.1Rx23K1Rx320K10自組電橋自組電橋 箱式電橋箱式電橋 數據記錄表格數據記錄表格大連民族學院大學物理實驗教學中心大連民族學院大學物理實驗教學中心 222222112 . 0 SRRRRRRRUssxRx SRRRRRRss%,1 . 0%,22211 )1001 (00 xRxRURRx數據處理數據處理待測待測結