惠斯通电桥
“乘机安全小贴士”安全出行要重视
I’1
I”1 I”2
I
R1 Ig
B
A
C
D
G R2
Rs+△Rs
Rx
E
I’2
充任，都是可调的。但调平衡时最好先固定比率系数（或叫倍率） ，
然后再调x
R直至平衡。
2．电桥的灵敏度
调节电桥平衡是根据检流计是否有偏转来判断的。由于检流计的灵敏度是有限的，一般在检流计的指针偏转小于0.1格时，我们难以分辨，会误认为电桥已达到平衡，实际上这时仍有一个很小的电流通过检流计，这时测得的实验数据就产生了系统误差。
为估计这个误差我们引入电桥灵敏度的概念。当某电桥达到平衡后，若sR有微小的改变量sR，检流计将有相应的偏转格数n，则定义此电桥的灵敏度为
（3.8.2）
电桥的灵敏度越大，电桥就越灵敏，则测量的系统误差就越小。
利用电桥灵敏度，可估算测量误差。例如灵敏度S＝100格的电桥，当通过检流计的电流使指针偏转小于0.1格时，我们误认为电桥已平衡，这时测得的sR的相对误差可由公式3.8.2计算：
而电桥灵敏度带给Rx的测量结果的相对误差应为：
3．决定电桥灵敏度的因素
设电桥平衡时四臂的电阻阻值是1R、2R、
sR、xR，若sR有微小的改变量sR，则检流
计G中将有相应的电流gI流过，引起指针偏转
n（见图3.8.2）。设检流计内阻为gR，流过1R、
2R、sR、xR的电流分别为'1I、2
I、1I、2I， 总电流为I，电桥电压为U（忽略电源内阻时，
EU）,则可列出下列等式：
图3.8.2
12
RRKr s
sRRn
S/.01001 %1
.0
S
n
RRs
s
1
'1IIIG 221
1RIIRIRgg 21
)(IRIRIRRxggss )
//(//212121
ssxRRRRRU
IIIII %1.0100
1
.0
S
n
RRRRs
s
x
x
从以上几式以及式（3.8.1）可解出
（3.8.3）
将四臂电阻之和记为TR，将检流计灵敏度记为gS，gS的定义是
gIn
S
（3.8.4） g
则根据式（2.8.2）、式（2.8.3）、式（2.8.4）可得
（3.8.5）
通常检流计内阻比较小，如21RR及sxRR均比gR大得多。则式（2.8.5）可简化 为
（3.8.6）
可见电桥灵敏度与检流计灵敏度、电桥工作电压U、四臂电阻值，以及检流计内阻有关。公式（3.8.6）为我们提供了提高电桥灵敏度的方法。
4．电桥法测电阻系统误差的主要来源
电桥法测电阻的主要优点是精度高，为达到精确的测量，有必要全面分析引起误差的各种原因。
4.1 由于电桥的灵敏度不够高，会引起误差，在检流计和电源电压给定的情况下，为提高电桥灵敏度，应合理选择四臂电阻的阻值。
4.2 1R、2R、sR是电阻箱，它们的读数值和真实值之间存在误差，其大小取决于电阻箱的准确度等级。
4.3 如果电阻箱的取值太小，则会减少有效数字位数，同时接线柱的接触电阻和导线电阻（可能达到0.1Ω以上）也不可忽略。
在以上几种误差中，由第二种原因引起的误差无法减小（除非用更好的电阻箱），第一、三两种原因引起的误差，可以通过合理选择S、1R、2R使其小于由第二种原因引起的误差，这样才能得最佳的测量效果。
s
xggs
sxsgRRRRRRRRRRRRUI
212111
x
sggT
gssRRRRRRRUSRRnS 2111
/TgRU
SS
⑵ 导线电阻；
⑶ 检流计没有调好零点； ⑷ 检流计灵敏度不够高。
2．从实验结果分析，电桥桥臂比的选择对测量结果有何影响？
3．根据实验原理中对系统误差的分析，结合实验结果分析一下，在确定了xR的大致范围之后，怎样选择rK和21,RR能使系统误差尽量减小？ 【附录】
实验中使用的AC5型直流检流计采用高性能集成运算放大器将微弱信号转换成电压输出，用宽表面指针显示电流值，灵敏度高、过载能力强、抗震性好， AC5型直流检流计有7 个量程，各自的测量范围、分辨率、灵敏度和内阻列于下表中：
测量范围Ig 分辨率 灵敏度Sg 0～±1μA 2×10-8
A/格 5×7
格/ A 0～±3μA 5×10-8A/格 2×7格/ A 0～±10μA 2×10-7A/格 5×6格/ A 0～±30μA 5×10-7A/格 2×6格/ A 0～±100μA 2×10-6A/格 5×5格/ A 0～±300μA 5×10-6A/格 2×5格/ A 0～±1mA
2×10-5A/格
5×4格/ A
使用检流计时应注意以下几点：
1.开机：将检流计背面的电源开关打开，将选择开关置于“电源检查”，观察表面指针是否偏转。如偏转说明检流计电源工作正常，如不偏转说明检流计电源部分有故障。
2.调零：使用检流计之前一定要先调零。将选择开关置于“调零”，使用“调零”旋钮将指针缓慢地调到零刻度处。
3.选择灵敏度：为保护检流计，灵敏度选择应由低到高。
用检流计检测电桥的平衡，应先选择一个较低的灵敏度对电桥进行调节，当指针偏转接近零时，依次增高灵敏度，不断调节直到电桥完全平衡。
那么，灵敏度增高到多少是合适的呢？例如我们固定R1、R2 ，调节Rs ，当Rs在最小可调挡两个相邻的数值间变化时，检流计指针并不指零而是改变了偏转方向，则表明检流计的灵敏度太高了，这时应将灵敏度减小一档。
（莫炯编写）