完整版電阻測量的設計試驗報告

1、佛山科學技術學院實驗報告課程名稱實驗工程專業(yè)班級指導教師日期 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.【實驗原理】1.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,那么待 測電阻值為R URx測 通常伏安法測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)接法測量電路中如圖 但電壓表的讀數(shù)U并不是電阻 待測電阻阻值為24-1所示,電流表的讀數(shù)I為通過電阻Rx的電流Ix, Rx的兩端電壓Ux,而是U=Ux+Ua,所以實驗中測得的UI(RxRxI IRa)Rx Ra式中Ra是電流表的內(nèi)阻.它給測量帶來的相對誤差為l % Rx Ra ERxRx圖24-1內(nèi)接法(24-2)內(nèi)接法測量待測電阻阻值的修正公式Rx U Ra(24-3)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 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,所以實驗中測得的待測RxRVRxRv圖

3、24-2外接法式中Rv是電壓表的內(nèi)阻.RxRv它給測量帶來的相對誤差為(24-4)量程決定.假設電壓表、電流(24-6)(24-7)(24-8)(24-9)(24-10)R 外RxRxE外 RxRVRx外接法測量待測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Rx3國,采用內(nèi)接法測量電阻,會使E內(nèi)|E#| ;當Rx展及,采用外接法測量電阻,會使E內(nèi)|E外| ；當Rx JR再時,那么采用內(nèi)接法 和外接法測量電阻都可以.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、表的準確度等級分別是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.電壓測量值的B類不確定度為uu=Au/ r3=au%Um/ "3電流測量值的B類不確定度為 u i = i/ <3 =a i %Im/*考慮儀器系統(tǒng)誤差時,它們的相對不確定度分別是 uu au % u m u B3uUiai%imi B3i由伏安法測電阻式24-1,可得 ,22URx ,uuUiR , uI為了減小 咽,電壓表、電流表的準確度等級要高、量程要適當.在電表量程已選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

5、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Ri和R2,標稱值分別是10Q和480Qo選擇適宜的接線方法,用 伏安法測量其阻值,使測量結果的相對不確定度 .<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%<1%要Rx求畫出實驗電路圖,寫出實驗條件和實驗方法.【實驗要求】實驗前,編寫好每個實驗任務的操作程序, 可根據(jù)下

6、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計后,進行測量,并對測量結果進行修正. 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)擬定的設計電路圖,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也<1%.Rx【實驗數(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(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(zhuǎn)變動.【思考題】1 .假設測510.的電阻,電壓表內(nèi)阻RV=20KQ,電流表內(nèi)阻RA=1Q,試計算分析說明 用電流表內(nèi)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(nèi)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(nèi)