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一、实验简介
直流电桥是一种用比较法测量电阻的仪器，主要由比例臂、比较臂、检流计等构成桥式线路。测量时将被测量与已知量进行比较而得到得测量结果，因而测量精度高，加上方法巧妙，使用方便，所以得到了广泛的应用。
电桥的种类繁多，但直流电桥是最基本的一种，它是学习其它电桥的基础。早在1833年就有人提出基本的电桥网络，但一直未引起注意，直至1843年惠斯通才加以应用，后人就称之为惠斯通电桥。单电桥电路是电学中很基本的一种电路连接方式，可测电阻范围为1~106Ω。
通过传感器，利用电桥电路还可以测量一些非电量，例如温度、湿度、应变等，在非电量的电测法中有着广泛的应用。本实验是用电阻箱和检流计等仪器组成惠斯通电桥电路，以加深对直流单电桥测量电阻原理的理解。本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。
二、实验原理
电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1MΩ 的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。 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。
2、电桥的灵敏度
图6.1.2-1
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R1/R2=1时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改变一个微小量△ R0，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，
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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△Rx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△ Rx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S1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S2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R1、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/ R1 R0’
，
R ? R0 ??R
0这样就消除了R1、R2造成的误差。这种方法称为交换法，由此方法测量Rx 的误差为
△Rx/ Rx=1/2(△R0/ R0+△R0’/ R0’)
即仅与电阻箱R0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
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、实验仪器
本实验用到的实验仪器有：电压源、滑线变阻器（2个）、四线电阻箱（3 个）、检流计、待测电阻、电源开关，实验场景如下图组所示：
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直流电桥（散装版）
电压源：
电源开关：
鼠标点击，打开或关闭电源。
电源指示灯：
打开电源时，指示灯变亮；关闭时，指示灯变暗； 调节电压值旋钮：
左击或右击、按下鼠标左键或右键可以改变电源电压大小。
实验场景中的图片如下：
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自组式直流电桥测电阻实验报告
