篩選電阻-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)4.10篩選電阻

2021/5/91實(shí)驗(yàn)要求:

現(xiàn)需要在100只阻值在700到1200之間的電阻中篩選出阻值為1000的電阻，要求不確定度不高于1%。并進(jìn)一步對(duì)篩選出的這些電阻進(jìn)行分組，使得每組內(nèi)的電阻相互之間阻值的差別不高于0.1%。為了使篩選既快速、準(zhǔn)確又經(jīng)濟(jì)的目的，可考慮設(shè)計(jì)自搭惠斯通電橋、并利用電橋靈敏度的概念對(duì)電阻進(jìn)行篩選。2021/5/92設(shè)計(jì)原理：(見(jiàn)直流電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn))2、電橋靈敏度：定義

分析計(jì)算1、電橋平衡時(shí)：2021/5/93

3、本實(shí)驗(yàn)中引起不確定度的主要原因有：

（2）電阻箱阻值不確定度：

（本實(shí)驗(yàn)中電阻箱級(jí)別為電阻箱阻值不確度可表示為

可以看出對(duì)于中等阻值的電阻，第一項(xiàng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二項(xiàng)，故有為定值

（3）導(dǎo)線電阻引起的不確定度：實(shí)驗(yàn)中電阻取值較大可以不考慮導(dǎo)線電阻。因此，測(cè)量的總不確定度為：（1）電橋靈敏度引起的不確定度：2021/5/94設(shè)計(jì)方案：1、不確定度分析篩選阻值為1000的電阻，要求不確定度不高于1%。由前面對(duì)不確定度的討論可知故設(shè)計(jì)電橋時(shí)只需考慮電橋靈敏度產(chǎn)生的不確定度分量的影響，要求由此式可以看出，當(dāng)

或

時(shí)

，都可使，

。因此使用靈敏度為100格（或1000格）的電橋?qū)﹄娮柽M(jìn)行篩選，當(dāng)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)不大于1格（或10格）時(shí)，這樣的電阻就是滿足要求的2021/5/952、合適的電橋靈敏度進(jìn)一步考慮對(duì)篩選出的這些電阻進(jìn)行分組，要求每組內(nèi)的電阻相互之間阻值的差別不高于0.1%。我們做以下分析：若取則電阻阻值的差別不高于0.1%時(shí)，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)，這在實(shí)驗(yàn)上是很難分辨的；若取則電阻阻值的差別不高于0.1%時(shí)，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)，因此，選擇是合適的。2021/5/963、合理選擇電橋參數(shù)

根據(jù)公式

我們通過(guò)合理選擇檢流計(jì)靈敏度、電源電動(dòng)勢(shì)及四臂電阻值的大小，就可使得。

例如：取當(dāng)

當(dāng)2021/5/974、篩選電阻利用該電橋可將對(duì)電阻的篩選及分組同時(shí)進(jìn)行。先使用一只1000的精密電阻（精度0.05%）作為待測(cè)電阻，調(diào)節(jié)電橋平衡，并使電橋靈敏度精確地等于100格。然后換下1000的精密電阻，輪流測(cè)量其它待測(cè)電阻并記錄檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)。檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)在10格內(nèi)的電阻不確定度小于等于1%；將檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)在同一方向同一格內(nèi)的電阻分為一組，這時(shí)各組內(nèi)電阻阻值相互之間的差別不高于0.1%.2021/5/98注意事項(xiàng)：

由于電橋靈敏度的理論值與實(shí)驗(yàn)值會(huì)存在一定差別，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)值為準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)如果理論值與實(shí)驗(yàn)值存在差別，要根據(jù)電橋靈敏度計(jì)算公式通過(guò)調(diào)節(jié)檢流計(jì)靈敏度、電源電動(dòng)勢(shì)及橋臂電阻阻值使靈敏度滿足要求。附：由于實(shí)驗(yàn)室提供的待測(cè)電阻誤差范圍偏大，為保證能篩選出合適的電阻，可將篩選阻值為1000的條件放寬，既先任選一待測(cè)電阻調(diào)節(jié)電橋平衡，以該電阻的阻值作為篩選阻值。2021/5/99實(shí)驗(yàn)電路圖R1RsR2RxG保護(hù)開(kāi)關(guān)K1ERK實(shí)驗(yàn)電路圖2021/5/910實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)要求：設(shè)計(jì)方案：1、按實(shí)驗(yàn)要求作不確定度的定量分析。（10分）

2、分析如何合理選擇電橋靈敏度和電橋參數(shù)。（10分）實(shí)驗(yàn)步驟：1、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。（5分）

2、調(diào)節(jié)電橋平衡并測(cè)量靈敏度，記錄R1、R2、Rs、Sg、△Rs

、△n、S測(cè)量的值。（5分）

3、調(diào)節(jié)檢流計(jì)靈敏度、電源電動(dòng)勢(shì)及橋臂電阻阻值使靈敏度滿足要求。記錄R1、R2、Rs、Sg、△Rs

、△n、Rs、

S測(cè)量的值。（5分）

4、重新使電橋平衡（將Rs撥回平衡時(shí)的值），然后換下1000的精密電阻，輪流測(cè)量其它待測(cè)電阻并記錄檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)。（5分）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：記錄在表格中（10分）

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