完整版電阻測(cè)量的設(shè)計(jì)試驗(yàn)報(bào)告

1、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱實(shí)驗(yàn)工程專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師日期 年 月 日【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? .掌握減小伏安法測(cè)量電阻的方法誤差和儀表誤差的方法；2 .根據(jù)測(cè)量不確定度的要求,合理選擇電壓表和電流表的參數(shù)；3 .根據(jù)給定實(shí)驗(yàn)儀器合理設(shè)計(jì)變形電橋電路或電壓補(bǔ)償測(cè)量電路測(cè)量電阻.【實(shí)驗(yàn)儀器】直流穩(wěn)壓電源、伏特表、毫安表、被測(cè)電阻、滑線變阻器或電位器2個(gè)、電阻箱2只、開(kāi)關(guān)式保護(hù)電阻、開(kāi)關(guān).【實(shí)驗(yàn)原理】1.方法誤差根據(jù)歐姆定律,測(cè)出電阻 Rx兩端的電壓U,同時(shí)測(cè)出流過(guò)電阻Rx的電流I,那么待 測(cè)電阻值為R URx測(cè) 通常伏安法測(cè)電阻有兩種接線方式：電流表內(nèi)接法和電流表外接法.由于電表內(nèi) 阻的存在,這兩種方法

2、都存在方法誤差.(24-1)在內(nèi)接法測(cè)量電路中如圖 但電壓表的讀數(shù)U并不是電阻 待測(cè)電阻阻值為24-1所示,電流表的讀數(shù)I為通過(guò)電阻Rx的電流Ix, Rx的兩端電壓Ux,而是U=Ux+Ua,所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的UI(RxRxI IRa)Rx Ra式中Ra是電流表的內(nèi)阻.它給測(cè)量帶來(lái)的相對(duì)誤差為l % Rx Ra ERxRx圖24-1內(nèi)接法(24-2)內(nèi)接法測(cè)量待測(cè)電阻阻值的修正公式Rx U Ra(24-3)在外接法測(cè)量電路中如圖24-2所示,電壓表的讀數(shù)Ux,但電流表的讀數(shù)I并不是流過(guò) 電阻阻值為Rx的電流Ix,而是I = Ix+IU等于電阻Rx的兩端電壓V,所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的待測(cè)RxRVRxRv圖

3、24-2外接法式中Rv是電壓表的內(nèi)阻.RxRv它給測(cè)量帶來(lái)的相對(duì)誤差為(24-4)量程決定.假設(shè)電壓表、電流(24-6)(24-7)(24-8)(24-9)(24-10)R 外RxRxE外 RxRVRx外接法測(cè)量待測(cè)電阻阻值的修正公式Rx丹 飛24-5比較E內(nèi)、|E外|的大小,可以得：當(dāng)Rx3國(guó),采用內(nèi)接法測(cè)量電阻,會(huì)使E內(nèi)|E#| ;當(dāng)Rx展及,采用外接法測(cè)量電阻,會(huì)使E內(nèi)|E外| ；當(dāng)Rx JR再時(shí),那么采用內(nèi)接法 和外接法測(cè)量電阻都可以.其中電流表的內(nèi)阻Ra、電壓表的內(nèi)阻Rv由實(shí)驗(yàn)室給出.2.儀器誤差電壓表和電流表的最大允許誤差由它們的準(zhǔn)確度等級(jí)、表的準(zhǔn)確度等級(jí)分別是au和ai,那么電壓

4、表的最大允許誤差u =au% Um電流表的最大允許誤差 i =ai% Im式中Um是電壓表的量程,Im是電流表的量程.電壓測(cè)量值的B類不確定度為uu=Au/ r3=au%Um/ "3電流測(cè)量值的B類不確定度為 u i = i/ <3 =a i %Im/*考慮儀器系統(tǒng)誤差時(shí),它們的相對(duì)不確定度分別是 uu au % u m u B3uUiai%imi B3i由伏安法測(cè)電阻式24-1,可得 ,22URx ,uuUiR , uI為了減小 咽,電壓表、電流表的準(zhǔn)確度等級(jí)要高、量程要適當(dāng).在電表量程已選Rx定的情況下24-8、24-9兩式中的分子項(xiàng)是不變的,唯有其分母是可變的.為了減 小

5、電壓或電流測(cè)量值的相對(duì)不確定度,測(cè)量時(shí),應(yīng)使 u和I盡可能取大些,越接近量程uRx會(huì)越小.Rx【實(shí)驗(yàn)任務(wù)】1 .待測(cè)的電阻Ri和R2,標(biāo)稱值分別是10Q和480Qo選擇適宜的接線方法,用 伏安法測(cè)量其阻值,使測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度 .<1%,而且方法誤差要較小.Rx2 .用給定的穩(wěn)壓電源、伏特表、毫安表、待測(cè)電阻480Q、滑線變阻器2個(gè)、 電阻箱2只、開(kāi)關(guān)式保護(hù)電阻、開(kāi)關(guān),合理設(shè)計(jì)用伏特表、毫安表作為橋臂的變形電橋電路或電壓補(bǔ)償測(cè)量電路測(cè)量電阻,測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度%<1%要Rx求畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)方法.【實(shí)驗(yàn)要求】實(shí)驗(yàn)前,編寫(xiě)好每個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的操作程序, 可根據(jù)下

6、面提示的框架來(lái)編寫(xiě),但應(yīng)結(jié) 合給出的數(shù)據(jù),邊運(yùn)算邊說(shuō)明.1 .選擇電表的量程,使Um/Im與被測(cè)電阻的標(biāo)稱值接近,減小儀表誤差.2 .根據(jù)標(biāo)稱值與jRR；的數(shù)值比較,決定采用內(nèi)接法或外接法,減小方法誤差.3 .連接電路電路圖自行設(shè)計(jì)后,進(jìn)行測(cè)量,并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正. 224 .根據(jù)但 J那么 也 <1%,按不確定度均分原那么,有 RxU I 22 %1%24-11,U 2.2 :1%24-12將式24-8代入式24-11可解出U,將式24-9代入式24-12可解出I. 2U3u U m24-13.3(24-14).2I h aI Im5.根據(jù)擬定的設(shè)計(jì)電路圖,試述用伏特表、毫安表作為橋

7、臂的變形電橋電路或電壓補(bǔ)償測(cè)量電路測(cè)量電阻所需要的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)步驟.要求測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度也<1%.Rx【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】U0=10V Um =7.5V I m =750mA Rx =10 QU(V)I(A)U0=3V Um =3Vm =7.5mA Rx =467 QU(V)I(A)【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】【分析討論】1 .為保護(hù)直流穩(wěn)壓電源和元件,接通和斷開(kāi)電源前均需先使電源輸出為零,然后再接 通或斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān).對(duì)輸出調(diào)節(jié)旋鈕的調(diào)節(jié)必須輕而緩慢,逐步增加至需要值,預(yù)防 電表超量程.2 .為減小指針式儀表的儀表誤差,通常儀表的讀數(shù)小于滿刻度的1/3,應(yīng)更換量程.儀表讀數(shù)=量程x指示格數(shù)+總格數(shù),儀表讀數(shù)要讀準(zhǔn)有效位數(shù)要估讀 1位；3 .用開(kāi)關(guān)式保護(hù)電阻的代替檢流計(jì)時(shí),其開(kāi)關(guān)的開(kāi)合時(shí),應(yīng)密切注視各電表指針是否 有偏轉(zhuǎn)變動(dòng).【思考題】1 .假設(shè)測(cè)510.的電阻,電壓表內(nèi)阻RV=20KQ,電流表內(nèi)阻RA=1Q,試計(jì)算分析說(shuō)明 用電流表內(nèi)接法測(cè)量好,還是用電流表外接法測(cè)量好2 .為什么用電流表內(nèi)接法或外接法測(cè)二極管的伏安特性曲線都不夠理想應(yīng)采用什么 電路,使方法誤差較小實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)