实验二 用惠斯通电桥测电阻 实验数据与结果1

在本实验中，我们主要探讨了使用惠斯通电桥测量电阻的方法以及相关数据的处理。惠斯通电桥是一种精密的电阻测量装置，通过调整电桥中的电阻使得电桥达到平衡状态，从而准确地测量未知电阻的阻值。实验过程中涉及到几个关键的知识点： 1. **滑动变阻器和电阻箱的调节**： - 在实验中，通过调节滑动变阻器或电阻箱的阻值来改变电路中电阻的分布，以达到电桥平衡，即电压表示数为零或电源电压的特定比例。 - 当电压表示数变为电源电压时，意味着电桥已达到平衡，此时可以读取待测电阻的阻值。 2. **待测电阻的粗测和精确测量**： - 初步使用数字多用电表进行粗测，得到待测电阻的初步值约为324.79Ω，具有一定的测量误差。 - 通过电桥法，通过不同比例臂电阻的比例（如0.01、0.1、1、10、100）进行多次测量，得到待测电阻的不同值，并计算相对误差。相对误差的计算公式是：误差% = (测量值 - 粗测值) / 粗测值 * 100%。 3. **电桥灵敏度**： - 电桥灵敏度(S)是指电桥电压变化与电阻箱接入电路中有效电阻变化的比值，表示为S = ΔU0 / (ΔR / R)，其中ΔU0是电压表示数的变化量，ΔR是电阻箱接入电路的电阻变化量。 - 数据表三展示了电桥灵敏度随电阻箱接入电路的有效阻值变化的关系，表明电阻值不同，电桥的灵敏度也会有所不同。 4. **电源电压的影响**： - 表四显示了保持电桥比例臂电阻比例和电阻箱接入电路中有效电阻变化量不变的情况下，电桥灵敏度随电源电压U_AC的变化。 - 随着电源电压的增加，电桥灵敏度也逐渐增大，这是因为更高的电压提供了更大的电流，使得电桥对电阻变化更敏感。 5. **误差分析**： - 实验中进行了误差分析，包括A类不确定度（基于测量数据的离散性）和B类不确定度（基于仪器的不确定性）。通过标准差和置信概率计算了电阻值的不确定度，并考虑了仪器误差的影响。 这个实验深入探讨了惠斯通电桥的工作原理，电阻测量的精度，以及电源电压和电阻箱接入阻值对电桥性能的影响。这些知识点对于理解电学测量技术以及提高实验数据的可靠性至关重要。