電阻測量的設計實驗報告

1、佛山科學技術學院實驗報告課程名稱實驗項目專業(yè)班級姓 名學號指導教師成 績日期 年 月 日【實驗目的】1 掌握減小伏安法測量電阻的方法誤差和儀表誤差的方法；2 根據(jù)測量不確定度的要求，合理選擇電壓表和電流表的參數(shù)；3根據(jù)給定實驗儀器合理設計變形電橋電路（或電壓補償測量電路）測量電阻【實驗儀器】直流穩(wěn)壓電源、伏特表、毫安表、被測電阻、滑線變阻器（或電位器）2個、電阻箱2只、開關式保護電阻、開關?！緦嶒炘怼?方法誤差根據(jù)歐姆定律，測出電阻 Rx兩端的電壓U，同時測出流過電阻Rx的電流I，則待 測電阻值為(24-1)Rx _U 測1通常伏安法測電阻有兩種接線方式：電流表內接法和電流表外接法。由于電表

2、內 阻的存在，這兩種方法都存在方法誤差。圖24-1內接法在內接法測量電路中（如圖24-1所示），電流表的讀數(shù)I為通過電阻Rx的電流Ix， 但電壓表的讀數(shù)U并不是電阻Rx的兩端電壓Ux，而是U=Ux+Ua，所以實驗中測得的 待測電阻阻值為p _U_I（Rx+Ra）2內一 I 一I-Rx ra式中Ra是電流表的內阻。它給測量帶來的相對誤差為(24-2)(24-3)圖24-2外接法R內 - Rx RaRxRxE內二U等于電阻Rx的兩端電壓 所以實驗中測得的待測+內接法測量待測電阻阻值的修正公式Rx=U -RA在外接法測量電路中（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Rx的電

3、流Ix，而是I = I x+I V， 電阻阻值為.U _ U _ RxRvRx外一外 I U U Rx RVRx 局式中Rv是電壓表的內阻。它給測量帶來的相對誤差為Rx(24-4)外接法測量待測電阻阻值的修正公式rv R外UR/Rx =& R外IRV U(24-5)夕卜E外二RxRv + Rx會使E內：:E外；和外接法測量電阻都可以。其中電流表的內阻 Ra、電壓表的內阻Rv由實驗室給出。2 儀器誤差電壓表和電流表的最大允許誤差由它們的準確度等級、量程決定表的準確度等級分別是au和aI，則電壓表的最大允許誤差電流表的最大允許誤差式中Um是電壓表的量程， U =au% Um I =aI%

4、ImIm是電流表的量程。若電壓表、電流(24-6)(24-7)比較E內、E外的大小，可以得：當Rx . RaR/，采用內接法測量電阻,當Rx ： . RAR；，采用外接法測量電阻，會使E內 E外；當Rx RRV時，則采用內接法電壓測量值的B類不確定度為UU=Au/ 3=au%Um/ 3電流測量值的B類不確定度為u I = I/ 3=a I %Im/ 3考慮儀器系統(tǒng)誤差時，它們的相對不確定度分別是U B -3UUI =3I%mI B由伏安法測電阻式（24-1)，可得UrxUaU % U m(24-8)(24-9)(24-10)在電表量程已選為了減小URx，電壓表、電流表的準確度等級要高、量程要適

5、當Rx定的情況下（24-8）、（24-9）兩式中的分子項是不變的，唯有其分母是可變的。為了減 小電壓或電流測量值的相對不確定度，測量時，應使 U和I盡可能取大些，越接近量 程URx會越小。Rx【實驗任務】1 待測的電阻R1和R2,標稱值分別是10Q和480Q。選擇合適的接線方法，用 伏安法測量其阻值，使測量結果的相對不確定度 URx <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、待測電阻（480Q）、滑線變阻器2個、 電阻箱2只、開關式保護電阻、開關，合理設計（用伏特表、毫安表作為橋臂的）變形電橋電路（或電壓補償測量電路）測量電阻'測量結果的相對不確定度罟1

6、%要求畫出實驗電路圖，寫出實驗條件和實驗方法?！緦嶒炓蟆繉嶒炃?，編寫好每個實驗任務的操作程序， 可根據(jù)下面提示的框架來編寫，但應結 合給出的數(shù)據(jù)，邊運算邊說明。1 選擇電表的量程，使Um/Im與被測電阻的標稱值接近，減小儀表誤差。2 根據(jù)標稱值與；RaR/的數(shù)值比較，決定采用內接法或外接法，減小方法誤差。3 連接電路（電路圖自行設計）后，進行測量，并對測量結果進行修正4 根據(jù)R：£節(jié)）1%，按不確定度均分原則，有.2廠%(24-11)2 ； <1%(24-13)U ；au Um(24-14)(24-12)將式（24-8）代入式（24-11）可解出U，將式（24-9）代入式（2

7、4-12）可解出I。5根據(jù)擬定的設計電路圖，試述用（伏特表、毫安表作為橋臂的）變形電橋電路 （或電壓補償測量電路）測量電阻所需要的實驗條件和實驗步驟。要求測量結果的相 對不確定度URx 1%。Rx【實驗數(shù)據(jù)】Uo =10V Um =7.5V Im =750mARx =10 QU(V)I(A)Uo =3V Um =3Vm =7.5mARx =467 QU(V)I(A)【實驗結果】【分析討論】1 為保護直流穩(wěn)壓電源和元件，接通和斷開電源前均需先使電源輸出為零，然后再接 通或斷開電源開關。對輸出調節(jié)旋鈕的調節(jié)必須輕而緩慢，逐步增加至需要值，避免 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,應更換量程。儀表讀數(shù)=量程X指示格數(shù)寧總格數(shù)，儀表讀數(shù)要讀準有效位數(shù)（要估讀1位）；3用開關式保護電阻的代替檢流計時，其開關的開合時，應密切注視各電表指針是否 有偏轉變動?！舅伎碱}】1. 若測510 Q的電阻，電壓表內阻RV=20K Q,電流表內阻RA=1 Q ,試計算分析說明 用電流表內接法測量好，還是用電流表外接法測量好？2. 為什么用電流表內接法或外接法測二極管的伏安特性曲線都不夠理想？應采用什么 電路，使方法誤差較小？實驗報告內容：