惠斯通電橋儀器級別怎麼看

A. 惠斯通電橋測電橋原理

惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的
發表於 2017-12-20 17:25:13
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惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。右圖所示是一個通用的惠斯通電橋。電阻R1，R2，R3，R4叫做電橋的四個臂，G為檢流計，用以檢查它所在的支路有無電流。當G無電流通過時，稱電橋達到平衡。平衡時，四個臂的阻值滿足一個簡單的關系，利用這一關系就可測量電阻。

惠斯通電橋的測量原理
惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的

圖1是惠斯通電橋的原理圖。四個電阻R0、R1、R2、Rx連成四邊形，稱為電橋的四個臂。四邊形的一個對角線連有檢流計，稱為「橋」；四邊形的另一對角線接上電源，稱為電橋的「電源對角線」。E為線路中供電電源，學生實驗用雙路直流穩壓電源，電壓可在0-30V之間調節。R保護為較大的可變電阻，在電橋不平衡時取最大電阻作限流作用以保護檢流計；當電橋接近平衡時取最小值以提高檢流計的靈敏度。限流電阻用於限制電流的大小，主要目的在於保護檢流計和改變電橋靈敏度。

電源接通時，電橋線路中各支路均有電流通過。當C、D兩點之間的電位不相等時，橋路中的電流0≠gI，檢流計的指針發生偏轉；當C、D兩點之間的電位相等時，橋路中的電流0=gI，檢流計指針指零（檢流計的零點在刻度盤的中間），這時我們稱電橋處於平衡狀態。因此電橋處於平衡狀態時有：

惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的

此式說明，電橋平衡時，電橋相對臂電阻的乘積相等。這就是電橋的平衡條件。 根據電橋的平衡條件，若已知其中三個臂的電阻，就可以計算出另一個橋臂電阻，因此，電橋測電阻的計算式為

惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的

電阻R1、R2為電橋的比率臂，xR為待測臂，R0為比較臂，R0作為比較的標准，實驗室常用電阻箱。由（1）式可以看出，待測電阻xR由比率值K和標准電阻0R決定，比值K可以作成10n，這是成品電橋常用的方法。

檢流計在測量過程中起判斷橋路有無電流的作用，只要檢流計有足夠的靈敏度來反映橋路電流的變化則電阻的測量結果與檢流計的精度無關，由於標准電阻可以製作得比較精密，所以利用電橋的平衡原理測電阻的准確度可以很高，大大優於伏安法測電阻，這也是電橋應用廣泛的重要原因。

惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的
惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。

R1，R2是已知標准電阻；Rs是可變標准電阻；Rx是被測電阻B，D間接檢流計。接通電路後，檢流計一般不示零，說明B，D兩點電位不相等，通過調節Rs，使檢流計中無電流通過（IK=0），此時電達到平衡。

惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的

電橋平衡的條件是B，D兩點電位相等，即I1R1=I2R2，IxRx=IsRs。

又因為I1=Ix，I2=Is。

所以Rx=R1Rs/R2。

B. 舉例說明電橋准確度等級含義是什麼

指符合一定的計量要求，使誤差保持在規定極限以內的電橋的等別、級別。

在正常的使用條件下，儀表測量結果的准確程度叫儀表的准確度。引用誤差越小，儀表的准確度越高，而引用誤差與儀表的量程范圍有關，所以在使用同一準確度的儀表時，往往採取壓縮量程范圍，以減小測量誤差。

在工業測量中，為了便於表示儀表的質量，通常用准確度等級來表示儀表的准確程度。准確度等級就是最大引用誤差去掉正、負號及百分號。准確度等級是衡量儀表質量優劣的重要指標之一。

評定內容

計量學范疇內的測量儀器可以包括計量器具（單獨或連同輔助設備一起用以進行測量的器具）、實物量具、標准物質、測量系統等各類用於測量和量值溯源的儀器。測量儀器的特性主要包括准確度等級、重復性、響應特性、靈敏度、鑒別力、分辨力、穩定性、漂移、響應時間等內容，根據儀器的不同而有差異。

評定測量儀器的特性的項目、技術要求和方法，必須依據相應的檢定規程、校準規程、技術標准、儀器說明書以及其他相關的技術文件，評定形式一般採用型式評價、檢定及校準3種形式。

其中檢定是「依照檢定規程的要求，通過具體的操作，確定測量儀器的計量特性是否符合法定要求，並出具證書或加蓋印記以判斷其是否合格」的過程，它由於具有法律性和符合性，因此更為常用，而且在我國往往是強制執行的。

C. 惠斯通電橋

惠斯通電橋是一種可以精確測量電阻的儀器。圖3－13所示是一個通用的惠斯通電橋。電阻R1，R2，R3，R4叫做電橋的四個臂，G為檢流計，用以檢查它所在的支路有無電流。當G無電流通過時，稱電橋達到平衡。平衡時，四個臂的阻值滿足一個簡單的關系，利用這一關系就可測量電阻。平衡時，檢流計所在支路電流為零，則有，（1）流過R1和R3的電流相同（記作I1），流過R2和R4的電流相同（記作I2）。（2）B，D兩點電位相等，即UB=UD。因而有I1R1=I2R2；個阻值已知，便可求得第四個電阻。測量時，選擇適當的電阻作為R1和R2，用一個可變電阻作為R3，令被測電阻充當R4，調節R3使電橋平衡，電阻而且可利用高靈敏度的檢流計來測零，故用電橋測電阻比用歐姆表分條件。電橋不平衡時，G的電流IG與R1，R2，R3，R4有關。利用這一關系也可根據IG及三個臂的電阻值求得第四個臂的阻值，因此不平衡電橋原則上也可測量電阻。在不平衡電橋中，G應從「檢流計』改稱為「電流計」，其作用而不是檢查有無電流而是測量電流的大小。可見，不平衡電橋和平衡電橋的測量原理有原則上的區別。利用電橋還可測量一些非電學量。

D. 惠斯通電橋的試驗相關

用惠斯通電橋測電阻 1．熟悉用惠斯通電橋測電阻的原理。
2．掌握QJ19型箱式惠斯通電橋和AC15型直流復射式檢流計的使用方法。 1．QJ19
QJ19型電橋是一種精密的電工儀器。當用作單臂電橋時，可測量10－2~166Ω的電阻；當作雙臂電橋時，可測量10-5~10-2Ω的電阻（在本實驗中只作單臂電橋使用）。
圖 6－2 QJ19型電橋面板及接線圖
圖6－2為QJ19型電橋的面板。K1~K4依次為「粗調」、「細調」、「短路」、「電源」這四個按鈕。測量時，應先按下K4並鎖住，再按下K1按鈕進行粗調，當檢流計指針指到「0」時，松開K1；最後，按下K2進行細調，直到檢流計指針指到「0」為止。當檢流計中電流較大或晃動較大時，應按下短路按鈕K3。R1、R2為比例臂，R為讀數臂，相當於可變電阻臂，R1、R2的大小可根據待測電阻RX的估計值由表6—1設定。端鈕1~10為接線鈕，在本實驗中，1、2接檢流計；3、4直接相聯；5、6接待測電阻；7、8空著；9、10接電源。這樣連接後的線路如圖6－2所示。
2．AC15型
AC15型直流復射式檢流計又稱光點檢流計，其結構屬於電磁式。我們知道，光線射到平面鏡上後，如果鏡面轉過一微小的角度 ，則反射光線掃過的角度將是 。在線圈上附有一個小平面鏡，當微小的電流通過線圈時，在磁力矩的作用下線圈就會轉過一個很小的角度，這時一束燈光射到小平面鏡上，利用平面鏡的反射，就可以較明顯地讀出反射光線轉過的角度，從而測出微小電流強度。因此，光點檢流計的靈敏度很高。
圖6－3為AC15型直流復射式檢流計面板。J1為標盤（或刻度盤），J5為「零點調節」旋鈕，測量前須用此調零。J2為分流器旋鈕，檢流計不停地移動時，J2應置於「短路」，使游標盡快停止。測量時J2應從最低靈敏度「×0.01」開始，逐步調到「×1」檔。J4為輸入端鈕，J3為電流選擇開關。AC15型檢流計可用交流220V 或直流6V兩種電源供電，本實驗只用交流220V。
圖6－3 AC15型直流復射式檢流計 1．仔細觀察各儀器面板，了解各旋鈕、按鈕的作用，對照圖6－2，熟悉整個測量電路。
2．檢查電橋，按鈕K1~K4應全部松開。檢查檢流計，後面板上電源插頭應插在交流220V處，前面板J3應置於交流220V處。
3．按圖6－2所示接好線路，接通穩壓電源。
4．接通檢流計電源，J1調到「直接」處，調J5使光點盡量靠近零點，然後調J1，使光點正好落在零點，此時J1、J5不可再動。
5．根據Rx的估計值，從表6－1上選擇R1、R2及電源電壓。再根據Rx的估計值由公式Rx =（R1 / R2 ）R推算出R值。
6．調節R1、R2、R及電源為上面所得的各數值，按下並鎖住K4。
7．檢流計的J2調到「×0.01」檔，按下K1（若檢流計光點偏轉不太大，可把K1鎖住，若光點左右偏轉較大，可按下K3）。調節R（應從大到小調節，即先調×100，再調×10），使光點最接近零點，松開K1。
8．依次把J2調到「×0.1」檔和「×1」檔，重復步驟7。
9．按下K2，調節R，使檢流計的光點盡量接近零點。
10．松開K2、K4，J2調到「短路」，讀出數值，並填入表6－2中。
11．改變Rx，重復步驟5~10，將各數值填入表6－2中。
12．拆除電路，按要求整理好儀器。
表6－1 比例臂及電源電壓對照表
Rx /Ω
比例臂電阻 /Ω
電源電壓 / V
R1
R2
102~103
102
102
3
103~104
103
102
6
104~105
104
102
10
105~106
104
10
20 表6－2 待測電阻Rx 與R1 、 R2 及電源電壓表.
估計值 /Ω
R1 /Ω
R2 /Ω
電源電壓 /V
R /Ω
測量值 /Ω
×102
×103
×104
×105 1．穩壓電源和檢流計接入電橋時為什麼不考慮正負極性？
2．調節R時，為什麼應從大到小調節？
3．為什麼對不同大小的待測電阻需選取不同的電源電壓和相應的比例臂電阻？

E. 電路中如何判斷電路是否為惠斯通橋

惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。 R1，R2是已知標准電阻；Rs是可變標准電阻；Rx是被測電阻B，D間接檢流計。接通電路後，檢流計一般不示零，說明B，D兩點電位不相等，通過調節Rs，使檢流計中無電流通過（IK=0），此時電達到平衡。 電橋平衡的條件是B，D 兩點電位相等，即I1R1=I2R2，IxRx=IsRs。又因為I1=Ix，I2=Is。所以Rx=R1Rs/R2。

F. 惠斯通電橋來說明化學儀表中的什麼法

惠斯通電橋平衡公式：R1/R2=Rx/Rs，由此可得Rx=R1Rs/R2。
惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。圖3－13所示是一個通用的惠斯通電橋。電阻R1，R2，R3，R4叫做電橋的四個臂，G為檢流計，用以檢查它所在的支路有無電流。當G無電流通過時，稱電橋達到平衡。平衡時，四個臂的阻值滿足一個簡單的關系，利用這一關系就可測量電阻。

G. 惠斯通電橋實驗不確定度大概多少

常用的電橋精度等級為0.1級，即相對誤差為0.1%左右，但實際測量除了儀器本身帶來的誤差，還有一些其他誤差，對這個實驗而言，主要是導線電阻、接線柱接觸電阻被忽略而導致的誤差。如果樓主是做大學普通物理實驗，這個誤差常常比儀器本身誤差明顯大（由於實驗中用的普通導線的接頭常常會有幾歐姆的接觸電阻，而不是使用用於專業測量的導線和接頭）。故通常相對不確定度會達到1%附近，比較好的測量結果也會有0.5%左右的相對不確定度。

H. 惠斯通電橋准確度等級怎麼算

惠斯通電橋是一個非常有用的電路。當橋完全平衡時，右邊電阻相同，左側電阻（R1=R3,和 R2=Rx），橋兩端的電壓為零。但是，由於電阻一個小的變化，橋變得不平衡，出現一個電壓差。惠斯登電橋應用，例如應變計，壓力計，感測器等各種設備.


差分放大器可用於提取共模信號，同時拒絕了所有的共模雜訊。作為一個非常小的信號變化可以從橋中提取，因為共模雜訊很容易被拒絕.

Inputs輸入:

結果:
Rx
(Ω) VB: Bridge Voltage橋電壓
(V)
電橋電壓的計算方法如下：

VB= Vin*[Rx/(R3+Rx)- R2/(R1+R2)]

如果R3=R1, 和 Rx= R2+delta, 然後

VB= Vin*[ (R2+delta)/(R1+R2+delta)-R2/(R1+R2)]

現在，如果我們假設delta比R1 + R2的小，那麼

VB= ~ Vin*[delta/(R1+R2)]

因此，我們可以看到，橋電壓約成正比錯誤delta，由電阻總和除以一邊。

由於橋電壓，我們可以計算為一個未知的電阻值。

I. 什麼是惠斯登電橋

惠斯登電橋的原理與應用
大學物理基礎性實驗
樂山電大 幸榮安
【摘要】惠斯登電橋是大學物理基礎性實驗之一。教學輔導中發現，在理工科中，不同專業的學員，對惠斯登電橋原理的學習要求各不相同，有的專業學員對惠斯登電橋原理只作一般性了解和使用；而電子工程技術類的學員則作一般性了解和使用外，還要求對每一個原理在其它項目中的應用。本文對惠斯登電橋原理作了一般性的論證分析外，還對對惠斯登電橋原理在溫度控制技術作了入門式討論分析。
【關鍵詞】惠斯登電橋 交換測量法 熱敏電阻

這里介紹一種測量電阻值大小的方法，這種方法稱為惠斯登電橋測量法。它的特別之處，是在於精確、精細，幾乎省去人在判讀時所形成的誤差。並且由於它的精細，我們要用它去測量電阻阻值和測量電阻隨溫度變化的情形，也就是電阻的溫度系數。究竟惠斯登電橋是如何能夠達到精確、精細的功能？以下就來了解它的原理。
一、 惠斯登電橋（平衡電橋）測電阻的原理. 惠斯登電橋原理圖1中，接通電源，調節電橋平衡，即調節電橋四個「臂」R1、R2、R3、Rx，當檢流計G的指針指零，B、D兩點電位相等

具體詳見一下幾篇文章，你將得到很詳細的解答
http://www.lsrtvu.net/zsb/0409/hsdyiyy.doc
http://219.244.0.22:8086/C10/dxwlx2006/jxzy/wlshy/jgneirong/syjy/13.htm
http://210.39.15.106/phys/physLab/showExperiment1.jsp?ID=6

惠斯登電橋測電阻
一、實驗目的

1.掌握惠斯登電橋的原理及使用方法.

2.學會使用箱式電橋測量電阻.

二、實驗原理

惠斯登電橋的測量原理.

惠斯登電橋的基本電路,如圖1所示.四個電阻R1,R2,R0及Rx組成電橋的四個臂.兩對角線上分別接上檢流計G和電源E.

所謂"橋"就是指BGD這一條連線.檢流計G的作用就是比較B、D兩點的電位.當B、D兩點電位相等時,檢流計中無電流通
過,這種狀態叫作電位平衡.電橋平衡有

Ig=0

故 I1=Ix,I2=I0
且 I1*R1=I2*R2,Ix*Rx=I0*R0

於是 R1/R2=Rx/R0 即 Rx=R1*R0/R2=C*R0 式中C即比值R1/R2,稱"比例臂".R0稱"比較臂".

實驗中待測的物理量是Rx1,Rx2,Rx3.實際測量的物理量是R0.它們之間的運算公式是Rx=C*R0.

三、實驗儀器

儀器
型號
個數
是否讀數
Δ儀

1
穩壓電源
DF1738
1 否

2
電阻箱
ZX21
2 是
R*0.1%+0.005

3
電阻箱
ZX38a
1 是

4
待測電阻

3
否

5
箱式電阻
QJ23
1 是
Rx*a%+0.2C

6
檢流計
AC5
1 否

7
導線

8
否

8
開關

1
否

表1

四、實驗步驟。

1.用自組電橋測量Rx

（1）按圖1接好電路，選一個迴路作為主迴路再依次串聯，再將其他的元件端接到主迴路的接線端。
（2）調節檢流計的零點，選電壓源的輸出電壓為0—7V檔，合上電源開關並細調使輸出電壓為5V。

（3）選C=1，合上開關，先粗測Rx的電阻，即使檢流計的指針接近零刻度。

（4）分別選取C=1,0.1,0.01,測量三個待測電阻，細調ZX38a型電阻箱使檢流計指針准確指零，記下R0的值。

（5）測量靈敏度：待電橋平衡後改變R0使檢流計指針偏轉Δ n=5格，記下此時的R0'

2.用箱式電橋測電阻
（1）選擇電源及檢流計均為內接

（2）調節檢流計零點並將指示盤上的旋鈕旋至白色小點，使檢流計指針可以很容易擺動。

（3）將待測電阻接到Rx的接線柱

（4）正確選取比率C,以確保測量值有四位有效數字

（5）預取R0=Rx'/C，按下G,B按鈕，調節R0,使檢流計指針准確示零，即電橋平衡，記下此時R0的值，計算Rx=C*R0

五.數據表格與處理
1.萬用電表初測電阻

Rx1 Rx2 Rx3
20.3Ω 196.1Ω 1979Ω

2.自組電橋

待測電阻
Rx1
Rx1 Rx2 Rx2 Rx3 Rx3
比率臂C
1 0.01 1 0.1 1 1
R1(Ω) 5000 500 5000 5000 5000 5000
R2(Ω) 5000 50000 5000 50000 5000 5000
R0(Ω) 19.94 1980.42 197.01 1961.75 1975.93 1978.45
Rx(Ω) 19.94 19.80 197.01 196.18 1975.93 1978.45
表2(Rx3第二組數據為R1，R2相交換） 比率臂 C
Δn
R1(Ω) R2(Ω) R0(Ω) R0'(Ω)
1 5 5000 5000 20.10 20.37

表3

數據處理：

S=Δn/(ΔRx/Rx)=Δn/(ΔR0/R0)=5/(0.19/19.94)=524.74

2.箱式電橋 待測電阻
Rx1
Rx2 Rx3
選擇C
0.01 0.1 1
R0(Ω) 2027 1961 1979
Rx(Ω) 20.27 196.1 1979
准確度等級a
0.2 0.1 0.1
表4
數據處理：

Δ儀=C(R0*a%+bΔR)=C*R0*a%+0.2C

Δ儀1=0.01*2027*0.2%+0.2*0.01=0.43
Δ儀2=0.1*1961*0.1%+0.2*0.1=0.22

Δ儀3=1*1979*0.1%+0.2*1=2.18

最後表達式為Rx±Δ儀

Rx1=20.27±0.04

Rx2=196.1±0.22 Rx3=1979±2.18
六.實驗結論:利用惠登斯電橋可以較為精確地測量10Ω至10^6Ω之間的電阻

七.參考資料.

書名
作者
出版社
編號
參考書頁

大學物理實驗
王家春
機械工業
04-33/7
80-82

物理實驗教程
丁慎訓
清華大學
04-33/D339
72-74
物理實驗

上海交通大學
53.057/46
57-61

表4

八.注意事項

1.接通檢流計時，應採用斷續接通的方法，實驗畢，應將檢流計上的小旋鈕旋至小紅點。

2.惠斯登電橋電路接通之前必須先取好R1,R2,R0,切勿將電阻箱電阻置零。

3.接通電路後，應理清R1,R2兩電阻，不要取錯比率臂的值。

4.選取合適的比率臂使得箱式電橋測量的結果取到四位有效數字。