惠斯登電橋測電阻實(shí)驗(yàn)的不確定度分析

惠斯登電橋測電阻實(shí)驗(yàn)的不確定度分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解惠斯通電橋的基本原理；2、學(xué)會用惠斯通電橋測量電阻；3、掌握分析測量的誤差及誤差分析的基本過程。二、

實(shí)驗(yàn)儀器QJ23箱式惠斯通電橋三、實(shí)驗(yàn)原理如圖，為惠斯通電橋原理電路圖，即由電阻和檢流計G組成的橋式電路，當(dāng)檢流計G的兩端C,D兩點(diǎn)的電勢相等時，電橋處于平衡狀態(tài)，此時檢流計G中沒有電流通過，檢流計G的指針不會偏轉(zhuǎn)。若A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)，則電流由A點(diǎn)分別經(jīng)C,D過兩點(diǎn)匯于B點(diǎn)。電橋平衡時，C,D兩點(diǎn)的電勢相等，通過檢流計G電流的電流為零。設(shè)通過ACB支路的電流為I1，通過ADB支路的電流為I2,，則由歐姆定律可知：此兩式兩邊相除，可得四個電阻的關(guān)系，即：

此式稱為電橋平衡條件因此當(dāng)電橋平衡時，知道四個電阻中的任意三個電阻，就可計算出另外一個電阻的阻值。稱為比例臂，稱為比較臂。調(diào)電橋平衡時，一般是根據(jù)待測電阻的大小選好比例臂，再調(diào)比較臂，按上式可得四、實(shí)驗(yàn)步驟1、QJ23箱式惠斯通電橋的使用方法：1）接通220V市電，并開啟電源開關(guān)，指示燈亮。并將“G”選擇開關(guān)打向“內(nèi)接”；2）將被測電阻接至“RX”接線柱，估計被測電阻的數(shù)值，根據(jù)表1選擇好量程倍率及電源電壓，并將“倍率Kr”（即）開關(guān)及“電源選擇”開關(guān)打在合適的檔位，調(diào)節(jié)“調(diào)零”旋鈕使檢流計表頭指針指零。表13）按下“B”按鈕，然后輕按“G”按鈕，調(diào)節(jié)測量盤，使電橋平衡（檢流計指零）。若電橋無法平衡，檢流計指針仍向“＋”方向偏轉(zhuǎn)，說明RX值大于該量程的上限值，應(yīng)將量程倍率加大一檔，再次調(diào)節(jié)四個測量盤，使電橋平衡。反之，當(dāng)?shù)贗測量盤（X1000）打至“0”位，檢流計指針仍偏向“－”方向，應(yīng)將量程倍率減小一檔，再調(diào)節(jié)測量盤使電橋平衡。所測電阻：

RX

=量程倍率×測量盤示值之和（即）

在電橋使用中，必須用上第1測量盤（X1000），即第1測量盤不能置于“0”以保證測量精度。2、用惠斯通電橋測電阻所測數(shù)據(jù)填入下表表2

電阻測量結(jié)果表達(dá)式：其中，式中K為量程倍率所對應(yīng)的等級，由表3查出五、注意事項(xiàng)1、在實(shí)驗(yàn)中要注意，檢流計的平衡調(diào)節(jié)。因檢流計的靈敏度是有限的，從而給測量帶來誤差。電橋平衡時，若將檢流計與電源易位，電橋仍然是平衡的，但易位前后電橋的靈敏度是不同的。

2、必須經(jīng)教師檢查后，方可接通電源。六、思考題

1、惠斯通電橋有哪幾部分組成？2、應(yīng)怎樣選擇比例臂旋鈕的倍率？若選擇不當(dāng)對結(jié)果有何影響？

用惠斯通電橋測量中值電阻【實(shí)驗(yàn)原理】1.電橋基本組成橋臂：R1、R2、Rs、Rx2.電橋平衡調(diào)節(jié)橋臂四個電阻為適當(dāng)值時，平衡指示器

(表頭)沒有電流通過，這時稱為電橋平衡電橋平衡時，BD間沒有電流，設(shè)通過R1、Rx電流i1電橋平衡時，BD間沒有電流，設(shè)通過R2、Rs電流i23.電橋靈敏度電橋平衡時，改變Rs電阻使平衡指示器(表頭)偏轉(zhuǎn)，記錄變化電阻ΔRs和偏轉(zhuǎn)格數(shù)Δd【實(shí)驗(yàn)操作】1.自組電橋測量中值電阻①

按照圖示連接好電路(開關(guān)斷開，表頭接G1)②

調(diào)整R1=R2=100Ω，

RE電阻調(diào)至最大(RE作用？)③

Rx值100Ω左右，因此調(diào)Rs為100Ω④

閉合開關(guān)，調(diào)Rs使平衡指示器(表頭)指零(此時電橋靈敏度較低？)⑤

逐漸減小RE阻值直至為零同時調(diào)節(jié)Rs使電橋保持平衡⑥

平衡指示器(表頭)G1換到G0，繼續(xù)調(diào)節(jié)Rs使電橋平衡記錄此時Rs(此時電橋靈敏度最高？)⑦

交換R1、R2位置，重復(fù)以上，再次調(diào)節(jié)電橋平衡記錄此時Rs⑧

電橋平衡狀態(tài)下，改變Rs電阻使表頭偏轉(zhuǎn)記錄變化電阻ΔRs和偏轉(zhuǎn)格數(shù)Δd2.箱式電橋測量中值電阻調(diào)節(jié)步驟【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】?原始數(shù)據(jù)自組電橋測量中值電阻數(shù)據(jù)記錄表自組電橋測量靈敏度數(shù)據(jù)記錄表?自組電橋測量結(jié)果不確定度評價⑴電阻箱不確定度計算⑵電阻測量值計算⑶電阻測量不確定度計算?箱式電橋測量結(jié)果不確定度評價箱式電橋測量中值電阻數(shù)據(jù)記錄表附：數(shù)據(jù)處理的具體要求規(guī)范數(shù)據(jù)處理要體現(xiàn)過程?有關(guān)系式v=λ×f

=0.00950×37179=352.20m/s?有代值計算過程v=λ×f=0.00950×37179=352.20m/s?有結(jié)果單位v=λ×f=0.00950×37179=352.20m/s數(shù)據(jù)結(jié)果表示若v=3