低值電阻的測(cè)量(探究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告)

8/8低值電阻的測(cè)量通常1Ω以下的電阻叫作低電阻。在日常生產(chǎn)和實(shí)踐中，很多時(shí)候要對(duì)低電阻進(jìn)行測(cè)量，如電線電纜20℃導(dǎo)體電阻、金屬熱處理過程中的電阻、金屬焊接后電阻率的變化，電阻值在-Ω，甚至更小。因測(cè)量電路中總是存在接觸電阻和導(dǎo)線電阻，其數(shù)量級(jí)有時(shí)和被測(cè)電阻相同,甚至高于被測(cè)電阻，所以會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成很大影響，甚至使測(cè)量結(jié)果完全失去正確性。四引線法較好地避免了接觸電阻和導(dǎo)線電阻的影響，因此用以下三種方法中測(cè)量低電阻時(shí)都要采用四引線法。四引線法體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)電阻與待測(cè)電阻的接線柱上，中間兩接線柱為電壓接觸端，外側(cè)兩接線柱為電流接觸端。一、電位差計(jì)測(cè)量低電阻1.1實(shí)驗(yàn)器材：電位差計(jì)直流穩(wěn)壓電源標(biāo)準(zhǔn)電阻滑動(dòng)變阻器待測(cè)電阻若干導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)電池（U=1.0186V）1.2實(shí)驗(yàn)原理：測(cè)量電阻時(shí)，可按圖1.1的線路接線（直流穩(wěn)壓電源一般取用1.5V左右的電壓值）。為了減少測(cè)量誤差，所選用標(biāo)準(zhǔn)電阻R的數(shù)值，盡可能接近被測(cè)電阻R的數(shù)值，利用變阻器調(diào)節(jié)被測(cè)電路中的電流，使其小于電阻的額定負(fù)荷，分別測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)電阻R上的電壓降U和被測(cè)電阻上的電壓降U，按下列公式計(jì)算得：R=（RN=1Ω）圖11.3測(cè)量數(shù)據(jù)測(cè)出的三種不同數(shù)量級(jí)低電阻的數(shù)據(jù)如下：表1.1UN（V）UX（V）Rx（Ω）平均值理論值誤差1.14000.25470.2230.2230.221.40%1.14400.25480.2231.14510.25490.223表1.2UN（V）UX（V）Rx（Ω）平均值理論值誤差1.34190.04600.0340.0310.033.30%1.34170.04050.0301.33880.04060.030表1.3UN（V）UX（V）Rx（Ω）平均值理論值誤差1.36710.01110.00810.00810.008353.00%1.36470.01110.00811.36700.01110.00811.4測(cè)量數(shù)據(jù)分析：用電位差計(jì)法在測(cè)量第一種待測(cè)電阻時(shí)誤差比較小，而在測(cè)量后兩種待測(cè)電阻時(shí)誤差比較大。即當(dāng)待測(cè)低電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻相近時(shí)用電位差計(jì)法較準(zhǔn)確，當(dāng)待測(cè)低電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻差距較大時(shí)用電位差計(jì)法測(cè)量待測(cè)電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差。所以，用電位差計(jì)法測(cè)量低電阻有一定局限性。二、雙“單電橋”法（甲）2.1實(shí)驗(yàn)器材：標(biāo)準(zhǔn)電阻箱（兩個(gè)）檢流計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電阻單刀雙擲開關(guān)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源導(dǎo)線若干待測(cè)電阻2.2測(cè)量原理：電橋是一種用比較法進(jìn)行測(cè)量的儀器，用檢流計(jì)作為平衡指示儀判斷電流有無，不需提供讀數(shù)，具有較高的靈敏度，測(cè)量電阻準(zhǔn)確度高。用單臂電橋測(cè)量中值電阻時(shí)，忽略線路中接觸電阻和導(dǎo)線電阻，測(cè)量準(zhǔn)確。若用它來測(cè)量低值電阻，誤差就會(huì)較大。采用兩個(gè)單電橋交替測(cè)量，被測(cè)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻均采用四引線接法，也能準(zhǔn)確測(cè)量低電阻，即雙“單電橋”法。如圖2所示（直流穩(wěn)壓電源一般取用1.5V左右的電壓值）：圖2其中為標(biāo)準(zhǔn)電阻，為被測(cè)電阻，、為電阻箱。eq\o\ac(○,G)為檢流計(jì)，r為接觸電阻和連線電阻，S為一個(gè)單刀雙擲式開關(guān)。開關(guān)撥到右邊（的電壓接頭），調(diào)節(jié)、，使檢流計(jì)指針為零。將記作，記作，根據(jù)電橋平衡條件有：當(dāng)開關(guān)撥向左邊（的電壓接頭）時(shí)，調(diào)節(jié)、，使檢流計(jì)指針為零。將記作，記作，同樣有：根據(jù)以上兩式，可得：（2.1）（2.2）由（2.1）求得待測(cè)電阻，而從(2.2)可以求出接觸電阻和導(dǎo)線電阻。2.3測(cè)量數(shù)據(jù)：表2.1123（Ω）2000.04000.06000.0（Ω）2000.04000.06000.0（Ω）480.6961.11441.5（Ω）434.3868.91303.3（Ω）0.22120.22130.2213（Ω）0.22130.2200誤差0.50%123（Ω）4000.05000.07000.0（Ω）4000.05000.07000.0（Ω）195.2243.8341.3（Ω）119.0148.8208.3（Ω）0.03030.03030.0303（Ω）0.03030.0300誤差1.00%表2.2表2.3123（Ω）2000.04000.06000.0（Ω）2000.04000.06000.0（Ω）51.6103.3155.2（Ω）15.731.547.3（Ω）0.0079910.0080160.008025（Ω）0.0080110.00835誤差4.05%三、雙“單電橋”法（乙）3.1實(shí)驗(yàn)器材：電阻箱（兩個(gè)）、檢流計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻、單刀雙擲開關(guān)3個(gè)、直流穩(wěn)壓電源、導(dǎo)線若干、待測(cè)電阻。3.2實(shí)驗(yàn)原理：測(cè)量電路如圖3所示（直流穩(wěn)壓電源一般取用1.5V左右的電壓值）：圖3當(dāng)三鍵皆撥向右，并使G顯示平衡時(shí)，記作,則當(dāng)三鍵皆撥向左，并使G顯示平衡時(shí)，記作則由以上兩式可解得，在實(shí)際測(cè)量中中，令則3.3測(cè)量數(shù)據(jù)：表3.1123（Ω）72900.078600.086500.0（Ω）800.0900.01000.0（Ω）800.0900.01000.0（Ω）15390.017340.019640.0（Ω）0.21110.22060.2270（Ω）0.21960.2200誤差0.18%表3.2123（Ω）74230.084000.091820.0（Ω）800.0900.01000.0（Ω）800.0900.01000.0（Ω）2214.22480.02766.0（Ω）0.029820.029520.03012（Ω）0.029830.0300誤差0.6%表3.3123（Ω）73990.083121.392070.0（Ω）800.0900.01000.0（Ω）800.0900.01000.0（Ω）585.0658.0730.0（Ω）0.0079060.0079160.007928（Ω）0.0079170.00835誤差5.1%操作心得:在實(shí)驗(yàn)中對(duì)第3個(gè)待測(cè)電阻進(jìn)行理論值鑒定時(shí)，最好選取實(shí)驗(yàn)室提供的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線，避免使用自裁導(dǎo)線，以防引入較大誤差。在雙“單電橋”法的甲、乙兩實(shí)驗(yàn)中，由于兩個(gè)電阻箱在不同情況下“身份”是在改變的，因此，我們可以制作小標(biāo)簽將兩個(gè)電阻箱在不同情況下的“身份安排”標(biāo)出，貼在電阻箱上。防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤。總結(jié):在本