直流电桥测量电阻原理与方法

"实验十八__电桥法测电" 在实验十八中，我们探讨的主题是电桥法测电阻，这是一种利用电位差比较的精确测量电阻的技术。电桥法被广泛应用在电学量和非电量的测量中，尤其在自动控制测量领域具有重要地位。电桥主要分为平衡电桥和非平衡电桥，以及直流电桥和交流电桥，根据结构还可分为单臂电桥（惠斯登电桥）和双臂电桥（开尔文电桥）。 实验目的主要分为两部分：一是掌握直流电桥测量电阻的基本原理和操作方法，二是学习如何使用双臂电桥测量低值电阻。传统的伏安法由于电表精度限制和内阻影响，测量电阻的准确性相对较低，而电桥法通过检流计示零法实现高精度的平衡比较，提高了测量精度。 单臂电桥，也叫惠斯登电桥，其工作原理是将待测电阻与三个已知电阻构成一个四边形电桥。当电桥平衡时，检流计指示零，此时电桥的两个对角线上的电压相等。电桥的平衡条件可以表示为：被测电阻RX等于比较臂电阻R2乘以比率臂电阻R1除以总电阻RN。比率臂和比较臂是电桥的关键组成部分，它们决定了电桥的测量范围和精度。例如，QJ-23型箱式电桥具有较大的测量范围（1到100,000欧姆）和高精度（在特定范围内精度可达到0.1%），其面板设计包括待测电阻接线柱、检流计按钮开关、电源开关、检流计调零旋钮等，提供内外接电源选择，方便进行测量。 在进行实验时，首先需要正确连接电阻，然后调整电桥以达到平衡状态。如果使用外接电源，需要注意电源电压，确保电桥正常工作。在平衡状态下，通过电桥的计算公式可以求得待测电阻的值。对于低值电阻，由于其自身的接触电阻和引线电阻影响较大，必须使用双臂电桥来消除这些影响，以获得更准确的测量结果。 总结起来，电桥法测电阻是一种有效且精确的测量技术，尤其适用于高阻、中值和低值电阻的测量。实验过程中，理解电桥的工作原理，掌握其平衡条件和计算方法，以及正确操作双臂电桥，对于提升测量准确性和掌握基础电学概念至关重要。