电桥法测电阻实验中,多大电桥灵敏度合适惠斯通电桥

Question

电桥法测电阻实验中,多大电桥灵敏度合适
惠斯通电桥

Answer 1

电桥法测电阻实验最重要的是如何快速使电桥平衡,有惠斯通电桥和开尔文双电桥.
惠斯通电桥是惠斯通于1843年提出的电桥电路.它由四个电阻和检流计组成,RN为精密电阻,RX为待测电阻（电路图如图1）.接通电路后,调节R1、R2和RN ,使检流计中电流为零,电桥达到平衡,此时有RX=RIRN/R2.通过交换测量法(交换RN与RX的位置,不改变RI、R2)得RX= .
（2） 惠斯通电桥测低电阻的特殊矛盾：
惠斯通电桥（单电桥）测量的电阻,其数值一般在10Ω～Ω 之间,为中电阻.若用单电桥测低电阻,附加电阻R'与R″（引线电阻和端钮接触电阻等）和RX是直接串联的（如图2）,而R' 和R″ 的大小与被测电阻RX的大小相当、不能被忽略,电阻RN也是小电阻,因此用单电桥测电阻的公式RX=RIRN/R2就不能准确地得出RX的值.
（3）开尔文双电桥的解决办法：
开尔文电桥是惠斯通电桥的变形,在测量小阻值电阻时能给出相当高的准确度.其结构如图3所示,其中R1、R2、R3、R4均为可调电阻,RX为被测低电阻,RN为低值标准电阻.
与惠斯通单电桥对比,开尔文电桥做了两点重要改进：①增加了一个由R2、R4组成的桥臂.
②RN和RX由两端接法改为四端接法.
其中P1P2构成被测低电阻RX ,P3P4是标准低电阻RN ,P1P2 、P3P4常被称为为电压接点,C1C2、C3C4称为电流接点.
设计思想：将RN和RX的接线电阻和接触电阻巧妙地转移到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中（如图4）,又通过R1R4=R2R3和R′≈0的设定,消除了附加电阻的影响,从而保证了测量低电阻时的准确度.
具体地,为保证双电桥的平衡条件,可以有两种设计方式：
①\x09保证R3/R1=R4/R2：a.选定两组桥臂之比为M=R3/R1=R2/R4,将RN做成可变的标准电阻,调节RN使电桥平衡;
b.选定RN为某固定阻值的标准电阻并选定R1=R2为某一值,联调R3与R4使电桥平衡.