雙臂電橋測低電阻實驗報告#知識材料_第1頁
雙臂電橋測低電阻實驗報告#知識材料_第2頁
雙臂電橋測低電阻實驗報告#知識材料_第3頁
雙臂電橋測低電阻實驗報告#知識材料_第4頁
已閱讀5頁,還剩3頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、基礎(chǔ)物理實驗報告學(xué)院: 國際軟件學(xué)院 專業(yè): 數(shù)字媒體技術(shù) 2011 年 6 月 3日實驗名稱雙臂電橋測低電阻姓 名陳魯飛年級/班級10級原軟工四班學(xué) 號2010302580145一、實驗?zāi)康?四、實驗內(nèi)容及原始數(shù)據(jù)二、實驗原理 五、實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果(數(shù)據(jù)表格、現(xiàn)象等)三、實驗設(shè)備及工具 六、實驗結(jié)果分析(實驗現(xiàn)象分析、實驗中存在問題的討論)1、 實驗?zāi)康?.了解測量低電阻的特殊性。2.掌握雙臂電橋的工作原理。3.用雙臂電橋測金屬材料(鋁.銅)的電阻率。二、實驗原理我們考察接線電阻和接觸電阻是怎樣對低值電阻測量結(jié)果產(chǎn)生影響的。例如用安培表和毫伏表按歐姆定律RVI測量電阻Rx,電路圖如圖 1

2、所示,考慮到電流表、毫伏表與測量電阻的接觸電阻后,等效電路圖如圖 2所示。由于毫伏表內(nèi)阻Rg遠大于接觸電阻Ri3和Ri4,因此他們對于毫伏表的測量影響可忽略不計,此時按照歐姆定律RVI得到的電阻是(Rx+ Ri1+ Ri2)。當待測電阻Rx小于1時,就不能忽略接觸電阻Ri1和Ri2對測量的影響了。因此,為了消除接觸電阻對于測量結(jié)果的影響,需要將接線方式改成下圖 3方式,將低電阻Rx以四端接法方式連接,等效電路如圖 4 。此時毫伏表上測得電眼為Rx的電壓降,由Rx = V/I即可準測計算出Rx。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端(A、D),與接于電壓測量回路中稱電壓接頭的兩端(B、C)是各自分開

3、的,許多低電阻的標準電阻都做成四端鈕方式。根據(jù)這個結(jié)論,就發(fā)展成雙臂電橋,線路圖和等效電路圖5和圖6所示。標準電阻Rn電流頭接觸電阻為Rin1、R in2,待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、R ix2,都連接到雙臂電橋測量回路的電路回路內(nèi)。標準電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、R n2,待測電阻Rx電壓頭接觸電阻為Rx1、Rx2,連接到雙臂電橋電壓測量回路中,因為它們與較大電阻R1、R 2、R3、R相串連,故其影響可忽略。由圖5和圖6,當電橋平衡時,通過檢流計G的電流IG = 0, C和D兩點電位相等,根據(jù)基爾霍夫定律,可得方程組(1) (1) 解方程組得 (2) 通過聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān),同時調(diào)節(jié)R

4、1、R 2、R3、R,使得 成立,則(2)式中第二項為零,待測電阻Rx和標準電阻Rn的接觸電阻Rin1、R ix2均包括在低電阻導(dǎo)線Ri內(nèi),則有 (3) 實際上即使用了聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān),也很難完全做到。為了減小(2)式中第二項的影響,使用盡量粗的導(dǎo)線以減小電阻Ri的阻值(Ri0.001),使(2)式第二項盡量小,與第一項比較可以忽略,以滿足(3)式。 三、實驗設(shè)備及工具 本實驗所使用儀器有1. QJ36型雙臂電橋(0.02級) 6.JWY型直流穩(wěn)壓電源 (5A15V)、2. 電流表(5A)、 7.RP電阻、3. 直流復(fù)射式檢流計(C15/4或6型) 8.0.001 標準電阻(0.01級)、4. 超

5、低電阻(小于0.001 連接線 9.低電阻測試架(待測銅、鋁棒各一根)、5. 雙刀雙擲換向開關(guān)、千分尺、導(dǎo)線等。四實驗內(nèi)容及原始數(shù)據(jù)用雙臂電橋測量金屬材料(銅棒、鋁棒)的電阻率,先用(3)式測量Rx,再用 求 。1將銅棒安裝在測試架上,按實驗電路圖接線。選擇長度為50cm,調(diào)節(jié)R1,R2為1000,調(diào)節(jié)R使得檢流計指示為0,讀出此時R的電阻值。利用雙刀開關(guān)換向,正反方向各測量3組數(shù)據(jù)。2選取長度40cm,重復(fù)步驟1。3在6個不同的未知測量銅棒直徑并求D的平均值。4計算2種長度的 和,再求 。5取40cm長度,計算測量值的標準偏差。6將銅棒換成鋁棒,重復(fù)步驟1至5。實驗電路實驗數(shù)據(jù):12345鋁

6、棒直徑(mm)4.9914.9954.9984.9924.990銅棒直徑(mm)4.9844.9814.9864.9854.98840cm鋁棒接入電路時電阻(W)75575075375175750cm銅棒接入電路時電阻(W)2006200120102003200540cm銅棒接入電路時電阻(W)16051610160816101607五 實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果數(shù)據(jù)處理:根據(jù)電阻率的計算公式以及Rx的表達式可以得到: 40cm鋁棒接入電路時:鋁棒直徑平均值測量所得電阻的平均值那么計算得50cm銅棒接入電路時:銅棒直徑平均值測量所得電阻的平均值那么計算得40cm銅棒接入電路時:銅棒直徑平均值測量所得電

7、阻的平均值那么計算得直徑D的測量列的標準差為取P=0.95,查表得t因子tP=2.57,那么測量列D不確定度的A類評定為儀器(千分尺)的最大允差儀=0.001mm,按照正態(tài)分布算,測量列的不確定度的B類評定那么合成不確定度電阻R的測量列的標準差為取P=0.95,查表得t因子tP=2.57,那么測量列R不確定度的A類評定為儀器(電阻箱)為0.02級,那么儀=16080.02%=0.32,考慮到人的判斷相對來說比較精確,因此認為uB(R)=儀=0.32。那么合成不確定度又有U(Rn)=0.01%0.001=110-7U(R1)=10000.02%=0.2U(L)=2mm根據(jù)不確定度的傳遞公式應(yīng)該有

8、:那么=0.089于是最終結(jié)果寫成:六、實驗結(jié)果分析實驗小結(jié):1、從實驗結(jié)果來看,實驗數(shù)據(jù)比較好,兩次銅棒的測量所得電阻率比較接近。2、實驗過程中應(yīng)該注意對儀器的調(diào)零和保護。3、 實驗中測量同一組量時注意保持系統(tǒng)的穩(wěn)定,不可中途拆卸,否則會造成比較大的系統(tǒng)誤差(特別是銅棒和鋁棒裝好后不要多次改變刀口的松緊)。4、5、 本實驗原理比較簡單,但電路圖連接比較復(fù)雜,特別是電阻的四端接法應(yīng)注意正負極的一致。注意事項:1 先將鋁棒(后測銅棒)安裝在測試架刀口下面,端頭頂?shù)轿宦萁z擰緊。2 按線路圖電流回路接線,標準電阻和未知電阻連接到雙臂電橋時注意電壓頭接線順。3 檢流計在X1和X0.1檔進行調(diào)零、測量,

9、不工作時撥到短路檔進行保護。誤差分析:1、由于檢流計對儀器穩(wěn)定性有很高的要求,而在實驗中很難做到。2、R2/R1=R3/R并不是嚴格成立的。3、 鋁棒不是很直,長度測量有偏差,但誤差分析是無法計算。思考題:1在測量時,如果被測低電阻的電壓頭接線電阻較大(例如被測電阻遠離電橋,所用引線過細過長等),對測量準確度有無影響?由于電壓頭支路上存在大電阻(一般大于1000),接線電阻如果相對于大電阻仍然比較小,與大電阻串聯(lián)時,阻值也是高階無窮小量(一般情況下),其影響仍然可以忽略不計,可以認為沒有影響;但如果接線電阻相對于大電阻在同一數(shù)量級上,則其影響就不能忽略了2如果將標準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?如果將他們的兩個接頭互相交換,等效電路圖中的兩個電阻就要更換位置。這樣做不好的地

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論