實(shí)驗(yàn)報(bào)告(雙臂電橋測低電阻)(精編文檔)doc

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 實(shí)驗(yàn)報(bào)告(雙臂電橋測低電阻)(精編文檔)doc 【最新整理，下載后即可編輯】 試驗(yàn)報(bào)告（雙臂電橋測低電阻） 姓名：齊翔 學(xué)號：PB05000815 班級：少年班 試驗(yàn)臺號：2（15組2號） 試驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)把握雙臂電橋的工作原理、特點(diǎn)及使用方法。 2把握測量低電阻的特別性和采用四端接法的必要性。3學(xué)習(xí)利用雙臂電橋測低電阻，并以此計(jì)算金屬材料的電阻率。試驗(yàn)原理 測量低電阻（小于1），關(guān)鍵是消除接觸電阻和導(dǎo)線電阻對測量的影響。利用四端接法可以很好地做到這一點(diǎn)。 根據(jù)四端接法的原理，可以發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效 電路如下圖。標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn電流頭接觸電阻為R i

2、n1 、R in2 ，待 測電阻Rx的電流頭接觸電阻為R ix1 、R ix2 ，都連接到雙臂電橋測 量回路的電路回路內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)電阻電壓頭接觸電阻為R n1 、R n2 ，待 測電阻Rx電壓頭接觸電阻為R x1 、R x2 ，連接到雙臂電橋電壓測 【最新整理，下載后即可編輯】 【最新整理，下載后即可編輯】 量回路中，由于它們與較大電阻R 1、R 2、R 3、R 相串連，故其影響可忽視。 由圖和圖，當(dāng)電橋平衡時(shí)，通過檢流計(jì)G 的電流I G = 0, C 和D 兩點(diǎn)電位相等，根據(jù)基爾霍夫定律，可得方程組（1） ()()?+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R

3、I I I R I R I n R R X (1) 【最新整理，下載后即可編輯】 解方程組得 ? ?-+=R R R R R R R RR R R R R X 312123111 (2) 通過聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時(shí)調(diào)理R 1、R 2、R 3、R ，使得R R R R 312=成立，則（2）式中其次項(xiàng)為零，待測電阻R x 和標(biāo)準(zhǔn)電阻R n 的接觸電阻R in1、R ix2均包括在低電阻導(dǎo)線R i 內(nèi)，則有 1Rx n R R R = (3) 但即使用了聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，也很難完全做到R R R R /312=。為 了減小(2)式中其次項(xiàng)的影響，應(yīng)使用完量粗的導(dǎo)線，以減小電阻R i 的阻值(R i 0.0

4、01)，使(2)式其次項(xiàng)盡量小，與第一項(xiàng)對比可以忽視，以滿足(3)式。 參考： 銅棒：1.69410-8m 鋁棒：2.710-8m 所用到的器材： 直流復(fù)射式檢流計(jì)、0.02級QJ36型雙臂兩用電橋、059-A 型電流表、電源、單刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： 直流電橋：0.02級 標(biāo)準(zhǔn)電阻：Rn=0.0010.01級 【最新整理，下載后即可編輯】 估(L)=2mm 一、 鋁棒的平均值和不確定度的計(jì)算 鋁棒的直徑和A 類不確定度： n=6 x 1=5.000 x 2=5.002 x 3=4.988 x 4=5.000 x 5=5.000 x 6=4.988 =n i i n x x 1/

5、 4.996 ( )()=-=-=n i n i x x 121/0.008246 ()()()=-=-=n n i n i A x x *1/12 0.003366 鋁棒直徑的B 類不確定度和合成不確定度： A =0.003366 t P =1.11 c=3 0=0.002 B =0/c=0.000667 k p =1 【最新整理，下載后即可編輯】 ()()=+=B P A P k t U *2 268.00.00298565 二、銅棒的平均值和不確定度的計(jì)算 銅棒的直徑和A 類不確定度： n=6 x 1=4.980 x 2=4.974 x 3=4.988 x 4=4.980 x 5=4.9

6、80 x 6=4.978 =n i i n x x 1/ 4.980 ( )()=-=-=n i n i x x 121/0.008654 ()()()=-=-=n n i n i A x x *1/12 0.003366 銅棒的B 類不確定度與合成不確定度： A =0.003366 t P =1.11 c=3 0=0.002 B =0/c=0.000667 k p =1 ()()=+=B P A P k t U *2 268.00.002659 三、40cm 銅棒電阻R 的測量與數(shù)據(jù)處理： 【最新整理，下載后即可編輯】 （1）平均值和A 類不確定度： n=6 x 1=1600.03 x 2=

7、1600.01 x 3=1601.31 x 4=1601.32 x 5=1600.08 x 6=1600.04 =n i i n x x 1/ 1600.465 ( )()=-=-=n i n i x x 121/0.0000021 ()()()=-=-=n n i n i A x x *1/12 0.000008 （2）試驗(yàn)儀器帶來的系統(tǒng)誤差（B 類）： n=6 a=0.002 b=0.005 R=1600.465 =(a%+n*b/R)= 0.0002564895 U R =R*=0.295635 【最新整理，下載后即可編輯】 （3）R 的合成不確定度： A =0.000008 U R =

8、0.295635 =+=U R A U 220.295635 四、40cm 銅棒電阻率的數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理： 40cm 銅棒電阻率的計(jì)算： L=0.40 d=0.00498 R=1600.465 R 1=1000 R n =0.001 R x =(R/ R 1) R n =0.001600465 =d 2 R x /4L=7.79564e-8 電阻率的不確定度傳遞公式： S L R x ln ln d 24R x L D 2Dd d DR x R x DL L U 2U d d U R x R x U L L U 2U d d 2U R x R x 2U L L 2 因此，試驗(yàn)測得銅棒電阻率為

9、 = (7.7960.069)10-8/m 【最新整理，下載后即可編輯】 五、30cm 銅棒電阻率的數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理： 30cm 銅棒電阻率的計(jì)算： L=0.30 d=0.0498 R=1185.26 R 1=1000 R n =0.001 R x =(R/ R 1) R n =0.00118526 =d 2 R x /4L =7.69563e-8 六，40cm 鋁棒電阻率的數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理 40cm 鋁棒電阻率的計(jì)算： L=0.40 d=0.04996 R=704.32 R 1=1000 R n =0.001 R x =(R/ R 1) R n =0.00070432 =d 2 R x

10、/4L=4.600300e-8 【最新整理，下載后即可編輯】 于是得到結(jié)果： 對銅棒進(jìn)行處理： =+=22 17.745635e-8 3 對鋁棒進(jìn)行處理： =R D L Rn R 124 4.600300e-8 試驗(yàn)總結(jié) 這次試驗(yàn)中用到了一些靈敏度很高的儀器，如檢流計(jì)。這就需要很細(xì)致的進(jìn)行調(diào)理，以提高試驗(yàn)的精度。分析這次試驗(yàn)誤差的主要來源有 ? 公式（3）是公式（2）的近似，R R R R 312=并不嚴(yán)格成立。 ? 由于檢流計(jì)對儀器穩(wěn)定性有很高的要求，而在實(shí)際中很難 做到。 ? 金屬棒特別是鋁棒不是很直，這就導(dǎo)致長度測量有相當(dāng)大 的偏差，但做誤差分析時(shí)卻無法計(jì)算。 思考題 1、假如將標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，等效電路 有何變化，有什么不好？ 答：這樣使Rix1、Rix2均與Rx 直接相連，Rin1、Rin2均與Rn 直接相連。Rix1、Rix2這兩個(gè)電阻被納入Rx 中，而Rx 本身就是很小的，使得相對誤差很大，即沒有消除接觸電阻造成的影 響；另外，使Rn變大，而且由于Rn本身也是很小的，使得相對誤差