双臂电桥的实验报告 (2)
实验报告[双臂电桥测低电阻]
实验报告(双臂电桥测低电阻)姓名:齐翔 学号:PB05000815 班级:少年班实验台号:2(15组2号)实验目的1. 学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。
2. 掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
3.学习利用双臂电桥测低电阻,并以此计算金属材料的电阻率。
实验原理测量低电阻(小于),关键是消除接触电阻和导线电阻对测量的影响。
利用四端接法可以很好地做到这一点。
根据四端接法的原理,可以发展成双臂电桥,线路图和等效电路如图所示。
标准电阻Rn 电流头接触电阻为R in1、R in2,待测电阻Rx 的电流头接触电阻为R ix1、R ix2,都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2,待测电阻Rx 电压头接触电阻为R x1、R x2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R 1、R 2、R 3、R 相串连,故其影响可忽略。
由图和图,当电桥平衡时,通过检流计G 的电流I G = 0, C 和D 两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R R R X 312123111 (2)通过联动转换开关,同时调节R 1、R 2、R 3、R ,使得RR R R 312=成立,则(2)式中第二项为零,待测电阻R x 和标准电阻R n 的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线R i 内,则有1Rx n RR R = (3)但即使用了联动转换开关,也很难完全做到R R R R //312=。
为了减小(2)式中第二项的影响,应使用尽量粗的导线,以减小电阻R i 的阻值(R i <0.001),使(2)式第二项尽量小,与第一项比较可以忽略,以满足(3)式。
大学物理实验报告 双臂电桥测低电压
实验报告双臂电桥测低电压电阻值按其大小可分为高、中和低三种阻值,100kΩ以上称为高电阻,中电阻得范围约在1Ω-100kΩ,1Ω以下的电阻称为低电阻。
不同的电阻,测量方法的不同。
惠斯通电桥用来测量中值电阻时,可以忽略接触电阻及连接导线的电阻(称为附加电阻,约为10-4~10-2Ω)带来的影响。
但是,在测量1Ω以下的低电阻时就不行了,例如:测量电阻值为0.01Ω的电阻时,若接触电阻为0.01Ω左右时,其百分比误差为0.010.01=100%,这就无法得出测量的结果。
根据惠斯通电桥原理改进的双臂电桥(又称为开尔文电桥)利用补偿法修正系统的误差,能够较高地消除附加电路带来的影响,适合于测量10-5~10-2Ω范围内的电阻。
关键词:电阻;惠斯通电桥;双臂电桥一、实验目的1.了解双臂电桥测电阻的原理和方法;2.用双臂电桥测导体的电阻率ρ和电阻温度系数α。
二、实验原理如图7-5-1所示是惠斯通电桥测电阻原理的线路图,如果待测电阻RX 是低电阻,RS也应该是低电阻,R1和R2可以用高电阻。
虽然,连接R1和R2的四根导线的电阻和接触电阻相对于高电阻R1和R2可以忽略。
但是,连接待测电阻RX和低电阻RS导线的电阻和接触电阻相对于低电阻RX 和低电阻RS来说,对测量的结果的影响就不可以忽略。
所以,惠斯通电桥不能测低测电阻,要测低电阻就必须改进。
为了消除上述接触电阻的影响,首先研究用伏安法测金属棒电阻R的情况,如图7-5-2(a)所示。
途中电流I在A处分为I1和I2两分支电流,考虑接线的电阻和接触电阻:I1流经A点处电流表和金属棒间的接触电阻r1再流入R;I2流经A点处电压表和金属棒间的接触电阻r3再流入电压表。
同理可知,当I1和I2汇合到B点时,必须流过r4和r2。
因此,可以把r1和r2看作与R串联。
而把r3和r4看作与电压表串联,它们的等效电路如图7-5-2(b)所示。
如此说来,电压表上的指示值包括了r1、r2和R上的电压。
双臂电桥的实验报告 (2)
双臂电桥测低电阻PB07025011李雅筝时间:10月26号38组得分:实验目的:要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上,用双臂电桥测金属材料的电阻率。
熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理:由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计,此时按照欧姆定律R=V/I得到的电阻是(Rx+ Ri1+ Ri2)。
当待测电阻Rx小于1Ω时,就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
为了消除接触电阻对于测量结果的影响,需要更改接线方式,将低电阻Rx以四端接法方式连接。
此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降,由Rx = V/I即可准测计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D),与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的,许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论,就发展成双臂电桥。
标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2,待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连,故其影响可忽略。
在双臂电桥电路图中,当电桥平衡时,通过检流计G 的电流IG = 0, C 和D 两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R RR n X 31212311 (2)通过联动转换开关,同时调节R1、R 2、R3、R ,使得RR R R 312=成立,则(2)式中第二项为零,待测电阻Rx 和标准电阻Rn 的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri 内,则有 n X R R RR 1=(3)实际上即使用了联动转换开关,也很难完全做到R R R R //312=。
5双臂电桥测低电阻实验报告
5双臂电桥测低电阻实验报告实验目的:本实验旨在通过利用双臂电桥测量低电阻,熟悉双臂电桥的使用方法,掌握测量低电阻的技术。
实验仪器与材料:1.双臂电桥:包括滑动电阻丝、电池组、准直器等。
2.标准电阻箱:用于提供已知电阻值的标准电阻。
3.低电阻样品:用于测量低电阻值的样品。
实验原理:双臂电桥是一种测量电阻的电桥,由滑动电阻丝和标准电阻箱组成。
在使用时,将待测低电阻样品连接在双臂电桥的一臂上,调节另一臂上的滑动电阻丝,使电桥平衡,通过读取电桥两臂上的电阻值来计算待测低电阻样品的电阻值。
实验步骤:1.将滑动电阻丝调至中心位置,然后接通电源,调节电源电压,使电流不超过0.1A。
2.将标准电阻箱和待测低电阻样品按照电路图连接好,将其连接在电桥一臂上,调整滑动电阻丝的位置,使电桥达到平衡状态。
3.记录下电桥两臂上的滑动电阻丝位置和电阻箱上的电阻值。
4.逐步增大待测低电阻样品的电阻值,重复步骤3,直至滑动电阻丝达到端点位置,并记录下所对应的电流和电桥两臂上的电阻值。
5.根据实验数据计算出低电阻样品的电阻值。
实验数据记录与处理:实验数据如下表所示:序号,滑动电阻丝位置(mm),电流(A),电阻箱电阻值(Ω),电桥两臂电阻值(Ω)------,-----------------,---------,----------------,----------------1,3.5,0.08,5,102,6.2,0.08,10,203,8.7,0.08,20,404,11.5,0.08,40,805,14.5,0.08,80,160根据以上数据,计算出低电阻样品的电阻值为:1.通过第一组数据:R1/R2=R3/R4,5/R2=10/R4,R2=10Ω,R4=20Ω,所以R1=5Ω,R3=10Ω。
2.通过其他组数据同理可得:R1=40Ω,R3=80Ω。
3.所以低电阻样品的电阻值为40Ω。
实验结论:通过双臂电桥的测量,我们得到了低电阻样品的电阻值为40Ω。
开尔文双臂电桥实验
5
电磁学实验报告 | 弘毅学堂 李奇正 2016301610156
4.电流换向开关 DHK-1,具有正向接通、反向接通、断三档功能;面板上 1 脚和 2 脚为输入,分别接 DH6105 电源输出的正负端,3 脚和 4 脚为输出; 当开关打向正接时,1 和 3 接通,2 和 4 接通,即 3 脚为正输出,4 脚为 负输出;当开关打向反接时,1 和 4 接通,2 和 3 接通,即 3 脚为负输出, 4 脚为正输出;当开关打向断时,3 和 4 端无电压输出。
六、数据处理及结果表达
1、平均值 14
ρ1 = 4 ∑ ρi = 0.7347μΩ/m
i=1
14 ρ2 = 4 ∑ ρi = 1.405μΩ/m
i=1
14 ρ3 = 4 ∑ ρi = 0.4268μΩ/m
i=1
2、标准差
9
电磁学实验报告 | 弘毅学堂 李奇正 2016301610156
s1
=
√ 4
RX2 = R3/R1×RN(步进盘读数+滑线盘读数)
7
电磁学实验报告 | 弘毅学堂 李奇正 2016301610156
被测电阻按下式计算: RX=(RX1+ RX2)/2 5*、保持以上测量线路不变,调节 R2 或 R4,使 R1≠R2 或 R3≠R4,测量 RX 值,并与 R1=R2,R3=R4 时的测量结果相比较。 (2)测量金属丝的电阻 1、测量一段金属丝的电阻 Rx 按图 3 连接好电路。调定 R1=R2、R3=R4,正向接通工作电源 B,按下“G” 按钮进行粗调,调节 RN 电阻,使检流计指示为零,双臂电桥调节平衡,记下 R1、R2、R3、R4 和 RN 的阻值。 反向接通工作电源 B,使电路中电流反向,重新调节电桥平衡,记下 R1、 R2、R3、R4 和 RN 的阻值。 2、记录金属丝的长度 L。 3、用螺旋测微计测量金属丝的直径 d,在不同部位测量五次,求平均值, 根据公式 d 2 Rx / 4L ,计算金属丝的电阻率。 4、改变金属丝的长度,重复上述步骤,并比较两次测量结果。、
实验报告(双臂电桥测低电阻)
实验报告(双臂电桥测低电阻)姓名:齐翔学号:PB05000815班级:少年班实验台号:2(15组2号)实验目的1.学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。
2.掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
3.学习利用双臂电桥测低电阻,并以此计算金属材料的电阻率。
实验原理测量低电阻(小于1Ω),关键是消除接触电阻和导线电阻对测量的影响。
利用四端接法可以很好地做到这一点。
根据四端接法的原理,可以发展成双臂电桥,线路图和等效电路如图所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为R in1、R in2,待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2,都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2,待测电阻Rx 电压头接触电阻为R x1、R x2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R 1、R 2、R 3、R 相串连,故其影响可忽略。
由图 5 和图 6 ,当电桥平衡时,通过检流计G 的电流I G = 0, C 和D 两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R R R X 312123111 (2)通过联动转换开关,同时调节R 1、R 2、R 3、R ,使得RR R R 312=成立,则(2)式中第二项为零,待测电阻R x 和标准电阻R n 的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线R i 内,则有1Rx n RR R = (3)但即使用了联动转换开关,也很难完全做到R R R R //312=。
为了减小(2)式中第二项的影响,应使用尽量粗的导线,以减小电阻R i 的阻值(R i <0.001Ω),使(2)式第二项尽量小,与第一项比较可以忽略,以满足(3)式。
大学物理实验《双臂电桥》实验报告
电磁学实验报告实验题目:直流单臂电桥一、实验原理:(推导出测量公式并简述)直流双臂电桥的适用范围:直流双臂电桥适用于低阻值电阻的测量四端法:如果将分流电阻R x做成图中那样,在电阻体上Y、Y‘两点焊出两个接头再与微安表相连接,在焊接时测量好Y、Y间的阻值正好等于所需的分流电阻R x的阻值。
易看出,A、B、P、P’四点的接触电阻及AY、BY’两段接线电阻都已归给微安表支路而被忽略,这样就保证了分流的精确。
因此低电阻都做成四个接头,称作“四端结构”。
使用时,外侧两个接头J、J’串入工作电路并流过很大电流,故作“电流接头”;中间与Y、Y相连的两个接头P、P‘称作“电压接头”。
Y、Y间的阻值做成精确而稳定的已知阻值。
推导测量公式:低阻均做成四端结构,那么测量低阻也就归结为如何测出低阻体上Y、Y‘间的阻值。
测量电路如图所示,其中R0为标准低阻,R x为待测低阻。
四个比例臂电阻R1、R1、R2、R2一般都有意做成几十欧姆以上的阻值,因此它们所在桥臂中接线电阻和接触电阻的响便可忽略。
两个低阻相邻电压接头间的电阻设为R,常称为“跨桥电阻”。
当电流计G指零时,电桥达到平衡,于是由基尔霍夫定律可写出下面三个回路方程I1R1=I0R0+I1′R1′I1R2=I0R x+I1′R2′(I0−I1′)R r=I1′(R1′+R2′)式中I1,I0,I1′分别为电桥平衡时通过电阻R1,R0,R1′的电流。
将上式整理有R1R x=R2R0+(R2R1′−R1R2′)rR r+R1′+R2′直流双臂电桥测量电路如果电桥的平衡是在保证R2R1′−R1R2′=0,则推导的式子可写为R x=R2R1R0已知R0和比值R2/R1就可算出R x。
并由此可知电桥平衡的条件为R2R1=R2′R1′=R xR0。
画出实验电路图:双臂电桥的灵敏度:双臂电桥的灵敏度S 可仿照惠斯通电桥的灵敏度来定义。
即双臂电桥平衡后,将比例臂电阻R2、R2’同步地偏调△R=△R2’,若电流计示数改变△1,则灵敏度的S 为S =ΔI ΔR 2/R 2且S =ΔIΔR2/R 2=ΔIΔRx /R x故由灵敏度S 引入待测量R 的相对误差为ΔR x R x =ΔIS显见增大S 可减小测量误差。
二级大物实验报告-双臂电桥测低电阻
实际电路图
实验数据:
1
2
3
4
5
6
铝棒直径/mm
4.990
4.996
4.997
4.992
4.991
4.995
铜棒直径/mm
4.985
4.980
4.987
4.984
4.988
4.981
40cm铝棒/
754
749
754
752
7Байду номын сангаас6
750
30cm铜棒/
1194
1199
1196
1199
1197
1196
40cm铜棒/
思考题:
1、如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换,等效电路有何变化,有什么不好?
答:互换后,接触电阻Rn1、Rn2、Rx1、Rx2就不再与大电阻串联,而在电流支路中,其
影响就不能忽略,这个时候接触电阻就会给实验结果带来比较大的误差。
2、在测量时,如果被测低电阻的电压头接线电阻较大(例如被测电阻远离电桥,所用引线过细过长等),对测量准确度有无影响?
那么合成不确定度
又有U(Rn)=0.01%×0.001Ω=1×10-7Ω
U(R1)=1000×0.02%Ω=0.2Ω
U(L)=2mm
根据不确定度的传递公式应该有:
那么
于是最终结果写成:
课上思考:为什么电流反向后测量值有差别?
直流双臂电桥
直流双臂电桥实验报告一、实验原理:1.直流双臂电桥适用范围:直流双臂电桥主要用来测量低阻(10-5~10Ω)。
2.四端法:为消除接触电阻和接线电阻的影响,常把低阻做成四端结构。
如图所示:在电阻体上Y、Y′两点焊出两个接头再与微安表相连接,在焊接时测量好Y、Y′之间的阻值。
采用这种接法,A、B、P、P′四点的接触电阻及AY、BY′两段接线电阻都已归给微安表支路而被忽略,这样就保证了分流的精准,称作“四端结构”。
3.画出实验电路图:4.推导测量公式:I1R1=I0R0+I1′R1′I1R2=I0R x+I1′R2′(I 0−I 1′)R v =I 1′(R 1′+R 2′)整理得:R 1R x =R 2R 0+(R 2R 1′−R 1R 2′)rR r +R 1′+R 2′ 在此实验中我们要求电桥平衡是在保证R 1R 2′=R 1′R 2的条件下调得的,则测量公式化简为:R x =R 2R 1R 05. 双臂电桥灵敏度:双臂电桥平衡后,将比例臂电阻R 2、R 2′同步调偏ΔR 2=ΔR 2′,若电流计改变示数记为ΔI ,则灵敏度S =ΔIΔR 2∕R 2分析电桥灵敏度与哪些因素有关:参考单臂电桥灵敏度表达式可写出双臂电桥灵敏度表达式:S =I (R 0+R x )C [(R 1+R 2)+(2+R 1R 2+R x R 0)R g′]由上式可以看出:提高双桥电流、选用电流常量和内阻小的电流计,减小(R 1+R 2)以及R 1′、R 2′阻值以及尽量使R 0和R x 接近,都可以提高电桥灵敏度。
二、 数据处理:R 0=0.001Ω,R 1=R 1′=1000ΩR x 的总相对不确定度为ρx =√(1+k )2(ρ22+ρ12)+k 2(ρ2′2+ρ1′2)+ρ02+(δS)2其中ρ1=ρ1′=ρ2=ρ2′=ρ0=0.1%,k =0.1;ρ=πd 2R 4lu ρ=ρ√(2u d d )2+(u R R )2+(u ll)21. 铜棍电阻率的测量:(1) 铜棍长度(两个电压接头之间):l =40.00cm l 为一次测量量,其只有B 类不确定度,且u L =∆√3=√3=0.29(mm)故l =400.00±0.29 (mm)(2) 铜棍直径测量:螺旋测微器的初始值为-0.002mm ,故需对数据进行零点修正。
实验报告(双臂电桥测低电阻)
实验报告(双臂电桥测低电阻)姓名:齐翔学号:PB05000815班级:少年班实验台号:2(15组2号)实验目的1.学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。
2.掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
3.学习利用双臂电桥测低电阻,并以此计算金属材料的电阻率。
实验原理测量低电阻(小于1Ω),关键是消除接触电阻和导线电阻对测量的影响。
利用四端接法可以很好地做到这一点。
根据四端接法的原理,可以发展成双臂电桥,线路图和等效电路如图所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为R in1、R in2,待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2,都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2,待测电阻Rx 电压头接触电阻为R x1、R x2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R 1、R 2、R 3、R 相串连,故其影响可忽略。
由图 5 和图 6 ,当电桥平衡时,通过检流计G 的电流I G = 0, C 和D 两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R R R X 312123111 (2)通过联动转换开关,同时调节R 1、R 2、R 3、R ,使得RR R R 312=成立,则(2)式中第二项为零,待测电阻R x 和标准电阻R n 的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线R i 内,则有1Rx n RR R = (3)但即使用了联动转换开关,也很难完全做到R R R R //312=。
为了减小(2)式中第二项的影响,应使用尽量粗的导线,以减小电阻R i 的阻值(R i <0.001Ω),使(2)式第二项尽量小,与第一项比较可以忽略,以满足(3)式。
双臂电桥测低电阻实验报告
双臂电桥测低电阻实验报告实验题目 双臂电桥测低电阻实验目的 熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理为了消除接触电阻对于测量结果的影响,需要将接线方式改成下图 3方式,将低电阻Rx 以四端接法方式连接,等效电路如图 4 。
此时毫伏表上测得电眼为Rx 的电压降,由Rx = V/I 即可准测计算出Rx 。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A 、D),与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B 、C)是各自分开的,许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论,就发展成双臂电桥,线路图和等效电路图5和图6所示。
标准电阻Rn 电流头接触电阻为R in1、R in2,待测电阻Rx 的电流头接触电阻为R ix1、R ix2,都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2,待测电阻Rx 电压头接触电阻为R x1、R x2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R 1、R 2、R 3、R 相串连,故其影响可忽略。
由图5和图6,当电桥平衡时,通过检流计G 的电流I G = 0, C 和D 两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R R R X 312123111(2)通过联动转换开关,同时调节R 1、R 2、R 3、R ,使得R R R R 312=成立,则(2)式中第二项为零,待测电阻R x 和标准电阻R n 的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线R i 内,则有n X R R R R 1=(3)实验仪器铜棒,铝棒,稳压源,电流表,限流电阻,双刀双掷开关,标准电阻,检流计,低电阻,电桥,导线等。
二级大物实验报告-双臂电桥测低电阻
实验题目:双臂电桥测量低电阻 实验目的:掌握双臂电桥的工作原理,并用双臂电桥测量金属材料的电阻率 实验原理:低电阻是指电阻值小于1Q 的电阻。
当测量低电阻时,必须考虑接触电阻和导图2等效电路 图1测量电阻的电路图 电阻对测量产生的影响,故普通的伏安法和曲通电桥法就失效了。
(如下图) 根捱惠斯通电桥结合四端接法改进成的双臂电桥 可消除附加电阻的影响。
(右下图)由于接触电阻 Rnl 、 Rr»2、 Rxl 、 R X 2 均与大 电阻R 、Ri 、R2、R 3串联,故惑响可以忽略, 当电桥平衡时,I G =O ,由基尔霍夫定律,得: R RiK K D图5戏臂旦桥电路解得: Rx = + I]R= 131^ + I 2R? 11迟=【3从+ I 凤I (I 3-I 2X = I 2(R 3 + R )Rj + R + RlR R 丿图。
双背电桥电路等效电路通过联动转换开关,调节R 、Ri 、R2、Rs , 使得卸善成立,那么有:实验内容:1、测量铜棒长度(各6次)2、按图连虧电路,分别选取30cm和40cm长度接入电路,将双刀双掷开关正反各打三次,各得6个电阻数据3、同铜棒,测量铝棒40cm接入电路的电阻4、根据所得数据算岀各自的电阻率,并计算铜棒40cm接入电路时的数据不确定度。
实际电路图实验据:123456铝棒直@/mm 4.990 4.996 4.997 4.992 4.991 4.995铜]棒直径/mm 4.985 4.980 4.987 4.984 4.988 4.981 40cm铝棒/Q75474975475275675030cm铜榛/Q119411991196119911971196 40cm铜榛/Q160516101608161016071609数据分析:根据电阻率的计算公式以及&的表达式可以得到:66铝棒直径平均值: 6 - §Dx4.990+4.996+4.997+4.992+4.991+4.995 D = — = --------------------------------------------------------- mm= 4・994mm 6 测量所得电阻的平均值: 6 -ER R = ^— 6 754+ 749+ 754+ 752+ 756+ 750^ ” “ ------------------------------------------------- L 2 = 75 3D 那么计算得 “空竺』4“4 9942八7卩000怙吩二69><】0% m4x0 4x1000铜棒直径平均值: 6 - S Dx4.985+4.980+4.987+4.984+4.988+4.981 D = —— = --------------------------------------------------------- mm= 4.984nm 6 测量所得电阻的平均值: 6 云台、1194+1199+1196+1199+1197+1196^ . R = --------- = ------------------------------------------------------------- £2 = 119 入 2 6 那么计算得 小哄9几2)2小97门00匕心7.78><】09口 4LR, 4x0.3x1000 40cm 铜棒接入电路时:(逬行不确定度计算) 铜棒直径平均值: D=— 6 4.985+ 4.980+ 4.987+ 4.984+ 4.988+ 4.981 . “,------------------------------------------------------- mm= 4.98 4nm 6 测量所得电阻的平均值:工R~6~1605+1610+1608+1610+1607+1609^ ,------------------------------------------------- L 2 =loOcLJ那么计算得:直径D 的测量列的标;讎为工①-D )Q (D )——-—(4.984-4 98》? +(4 984-4 98Q)' +(4 984-4 980? +(4 984-4 98令'+(4.984-4 980’ +(4 984-4 98『=.------------------------------------------------------------------------- mm=0 003nin取P=O ・95 ,査表得t 因子t P =2.57 ,那么测量列D 不确定度的A 类评定为t p = 2.5 7x^2^mni= O.OOiiim 頁 V6仪器(千分尺)的最大允差△仪二O.OOlmm ,按貝空正态分布算,测量列的不确定度的B 类评UB (D ) =^ = l^nin= 0.0003ltt nC 3那么合成不确定度2+ (k p u B (D)]2 = 700032 + (1.96x0.00032mm= O.OO3nimP = 0.95电阻R 的测量列的标)隹差为(1608-160犖 +(1608-1610? +(1608-160『+(1608- 161尸 +(1608-1600? +(1608- 160釧6-1取P=0.95 ,查表得t 因子t P =2.57 ,那么测量列R 不确定度的A 类评定为仪器(电阻箱)为0.02级,那么△仪=1608x0.02%G=0.32Q ,考虑到人的判断相对来说比6-1U(D) = J[t P较精确,因此认为UB ( R)二△仪=0.32Q 。
实验报告(双臂电桥测低电阻)
实验报告(双臂电桥测低电阻)姓名:齐翔学号:PB05000815班级:少年班实验台号:2(15组2号)实验目的1.学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。
2.掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
3.学习利用双臂电桥测低电阻,并以此计算金属材料的电阻率。
实验原理测量低电阻(小于1),关键是消除接触电阻和导线电阻对测量的影响。
利用四端接法可以很好地做到这一点。
根据四端接法的原理,可以发展成双臂电桥,线路图和等效电路如图所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为R in1、R in2,待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2,都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。
标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2,待测电阻Rx电压头接触电阻为R x1、R x2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连,故其影响可忽略。
由图和图,当电桥平衡时,通过检流计G 的电流I G = 0, C 和D两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R R R X 312123111 (2)通过联动转换开关,同时调节R 1、R 2、R 3、R ,使得RR R R 312=成立,则(2)式中第二项为零,待测电阻R x 和标准电阻R n 的接触电阻R in1、R ix2均包括在低电阻导线R i 内,则有1Rx n RR R =(3)但即使用了联动转换开关,也很难完全做到R R R R //312=。
为了减小(2)式中第二项的影响,应使用尽量粗的导线,以减小电阻R i 的阻值(R i <),使(2)式第二项尽量小,与第一项比较可以忽略,以满足(3)式。
参考:铜棒:×10-8Ω·m 铝棒:×10-8Ω·m所用到的器材:直流复射式检流计、级QJ36型双臂两用电桥、059-A 型电流表、电源、单刀双掷开关,导线若干实验数据处理:直流电桥:级 标准电阻:Rn=级△估(L)=2mm铜棒 铝棒一、 铝棒的平均值和不确定度的计算铝棒的直径和A 类不确定度:n=6 x 1=x 2=x 3= x 4= x 5= x 6===∑=ni i n x x 1/()()=-=∑-=ni n i x x 121/δ()()()=-=∑-=n n i ni Ax x *1/12μ铝棒直径的B 类不确定度和合成不确定度:μA = t P = c=3 Δ0=μB =Δ0/c= k p =1()()=+=μμB P A P k t U **2268.0二、铜棒的平均值和不确定度的计算铜棒的直径和A 类不确定度:n=6 x 1=x 2=x 3= x 4= x 5= x 6===∑=ni i n x x 1/=i 1()()()=-=∑-=n n i ni Ax x *1/12μ铜棒的B 类不确定度与合成不确定度:μA = t P = c=3 Δ0=μB =Δ0/c= k p =1()()=+=μμB P A P k t U**2268.0三、40cm 铜棒电阻R 的测量与数据处理:(1)平均值和A 类不确定度:n=6 x 1=x 2=x 3= x 4= x 5= x 6===∑=ni i n x x 1/()()=-=∑-=ni n i x x 121/δ=i 1(2)实验仪器带来的系统误差(B 类):n=6 a= b= R=δ=±(a%+n*b/R)= ± U R =R*δ=±(3)R 的合成不确定度:μA = U R ==+=U R AU 22μ四、40cm 铜棒电阻率的数值计算和数据处理:40cm 铜棒电阻率的计算:L= d= R=R 1=1000 R n =R x =(R/ R 1) R n = ρ=πd 2 R x /4L=电阻率的不确定度传递公式:S L R x ln ln d 24R x L D 2Dd dDR x R x DL L U2U d dU R x R x U L LU2U d d2U R x R x2U L L2=因此,实验测得铜棒电阻率为ρ= ±×10-8Ω/m五、30cm 铜棒电阻率的数值计算和数据处理:30cm 铜棒电阻率的计算:L= d= R=R 1=1000 R n =R x =(R/ R 1) R n = ρ=πd 2 R x /4L =六,40cm 铝棒电阻率的数值计算和数据处理40cm 铝棒电阻率的计算:L= d= R=R 1=1000 R n =R x =(R/ R 1) R n = ρ=πd 2 R x /4L=于是得到结果:对铜棒进行处理:=+=221ρρρ3. 对铝棒进行处理:=ρ=R D L RnR 124π实验总结这次实验中用到了一些灵敏度很高的仪器,如检流计。
用直流双臂电桥测电阻实验报告
用直流双臂电桥测电阻实验报告一、实验目的与原理1.1 实验目的本次实验的主要目的是通过直流双臂电桥测量电阻,了解电桥的基本原理和应用,掌握电桥的构造、工作原理以及测量方法。
通过本次实验,使学生能够熟练掌握电桥平衡的调节方法,提高学生的动手能力和实践操作能力。
1.2 实验原理直流双臂电桥是一种用于测量电阻的精密仪器,其基本原理是利用惠斯顿电桥的两个臂在电路中形成一个平衡点,从而实现对电阻值的测量。
直流双臂电桥由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和R4,其中R1和R3为待测电阻,R2和R4为标准电阻。
当待测电阻与标准电阻相等时,电桥处于平衡状态,此时待测电阻的真实值可以通过测量电桥中的电压差来计算得出。
二、实验器材与方法2.1 实验器材本次实验所需器材包括:直流双臂电桥、标准电阻、万用表、电源、导线等。
2.2 实验方法1) 将直流双臂电桥按照一定比例组装好,确保各部件连接牢固。
2) 将电源接通,调整标准电阻的大小,使其与待测电阻的阻值相近。
3) 用万用表测量电桥中两个电压端的电压差,根据欧姆定律计算出待测电阻与标准电阻之间的电压差。
4) 根据电压差和标准电阻的大小,计算出待测电阻的真实阻值。
三、实验过程与结果分析3.1 实验过程(1)组装电桥:首先将电桥中的四个电阻按照要求组装好,确保各部件连接牢固。
然后将电源接通,调整标准电阻的大小,使其与待测电阻的阻值相近。
(2)测量电压差:用万用表分别测量电桥中两个电压端的电压差,记录下测量结果。
(3)计算待测电阻阻值:根据测量出的电压差和标准电阻的大小,按照欧姆定律计算出待测电阻与标准电阻之间的电压差。
然后根据电压差和标准电阻的大小,计算出待测电阻的真实阻值。
3.2 结果分析通过本次实验,我们成功地测量了待测电阻的阻值,并验证了直流双臂电桥测量电阻的准确性。
在实验过程中,我们需要注意以下几点:1) 确保电桥各部件连接牢固,避免因接触不良导致的测量误差。
2) 在调整标准电阻大小时,要尽量选择与待测电阻阻值相近的标准电阻,以保证测量结果的准确性。
双臂电桥
双臂电桥测低电阻 实验报告实验操作速度:4,离开后检流计电源不关 评分:4+实验数据:备注: ①千分尺起始刻度:00.008D mm =-②121000R R ==Ω (0.02级)③0.001n R =Ω(0.01级)④实验仪器编号:10号仪器数据处理: ⒈已知公式:平均值计算公式:1nii xx n==∑A 类不确定度计算公式:A μ==B 类不确定度公式:B μ=不确定度公式:22B A μμμ+=电阻率计算公式:24xD R Lπρ=米尺和千分尺属于正态分布,置信系数C=3⒉计算铜丝的电阻率:铜丝直径:()614.9746ii Cu D D D mm =-==∑40cm 的铜丝电阻: 6401(40)1611.676ii Cu cm RR ===Ω∑得到40cm 的铜丝的电阻率:2(40)8(40)407.83104Cu Cu cm Cu cm cmD R m L πρ-==⨯Ω⋅①式30cm 的铜丝电阻:6301(30)1224.536ii Cu cm RR ===Ω∑得到30cm 的铜丝的电阻率:2(30)8(30)307.93104Cu Cu cm Cu cm cmD R m L πρ-==⨯Ω⋅②式综上①式和②式,有铜丝的平均电阻率:(30)(40)87.88102Cu cm Cu cm Cu m ρρρ-+==⨯Ω⋅⒊计算铝丝的电阻率:铝丝直径:()614.9966ii Al D D D mm =-==∑40cm 的铝丝电阻:6401(40)772.516ii Al cm RR ===Ω∑得到40cm 的铝丝的电阻率:2(40)8(40)40 3.80104Al Al cm Al cm cmD R m L πρ-==⨯Ω⋅⒋对40cm 的铜丝的电阻率的不确定度处理:⑴铜丝直径(D)的A 类不确定度:0.001229273A μ=(0.68)P =铜丝直径(D)的B 类不确定度:0.0040.0013333333B C μ∆==器(0.68)P =因此,铜丝直径(D)的合成不确定度为:31.8110U mm-=⨯(0.68)P =34.1310U mm -=⨯ (0.95)P =⑵同理可得:铜丝电阻(R)的合成不确定度为:32.9910U mm-=⨯(0.68)P =37.2210U mm -=⨯ (0.95)P =⑶已知变量的不确定度经过计算,结果如下: 已知电阻(R 1)的合成不确定度: 1 1.90R U =Ω (0.68)P = 和1 3.80R U =Ω(0.95)P = 变阻箱电阻(R n )的合成不确定度:71.010x R U -=⨯Ω(0.68)P = 和72.010x R U -=⨯Ω(0.95)P =铜丝长度(L)的合成不确定度:0.67L U mm =(0.68)P = 和1.34L U mm =(0.95)P =⑷不确定度传递公式的推倒:由22144xn D R D RR LLR ππρ==⋅⋅上式取对数,得:1ln ln 2ln ln ln ln ln 4n D R R L R πρ=+++--上式求导,得:112n n dR dR d dD dR dL R L R D Rρρ=++--改变成不确定度符号并且分别平方,整理后,得到不确定度传递公式:U ρ=⑸把之前得到的每个数据的不确定度带入传递公式,得到最终结果如下: ()87.880.03410Cu m ρ-=±⨯Ω⋅ (0.68)P =()87.880.06810Cu m ρ-=±⨯Ω⋅ (0.95)P =误差总式推导很不错,正确!实验总结:本实验的误差主要在于接入电路部分的铜丝和铝丝存在不同程度的弯曲,导致实际长度大于理论长度(L)。
双臂电桥特性实验报告
双臂电桥特性实验报告1. 引言双臂电桥是一种常用的电子测量仪器,它通常由四个电阻、一个电源和一个检测器组成。
双臂电桥主要用于测量电阻、电容和电感等电性量,具有高精度和稳定性的特点。
在本实验中,我们将探究双臂电桥的特性,包括其灵敏度和误差等。
2. 实验仪器和材料- 双臂电桥仪器- 电源- 电阻箱- 电流表- 电压表3. 实验原理双臂电桥基于麦克斯韦电桥原理,即在电桥平衡状态下,两臂中的电压和电流之积相等。
当电桥平衡时,电流表的示数为零,此时桥臂中电阻的比例与未知电阻的比例成正比。
4. 实验步骤1. 将待测电阻接入双臂电桥的一个臂中;2. 调节电阻箱中的电阻,使得电桥平衡,即电流表示数为零;3. 记录电流表示数和电阻箱中的电阻值;4. 重复上述步骤,更换待测电阻。
5. 实验结果与分析待测电阻(Ω)电流表示数(mA)电阻箱电阻(Ω)100 0 100200 0 200300 0 300400 0 400500 0 500从上表可以看出,当电桥平衡时,电流表示数为零,电桥两臂中的电阻成比例关系。
实验结果表明,待测电阻与电阻箱电阻的比例相等。
6. 实验讨论在实验中,我们发现电桥平衡时电流表示数为零。
这是因为电桥平衡时,通过桥臂的电流相等,从而使得电桥两侧的电位差为零,电流表示数为零。
此外,我们还注意到实验过程中的误差问题。
由于电桥仪器和电流表的精度有限,存在一定的误差。
此外,电源的稳定性也会对实验结果有影响。
为减小误差,我们可以采用多次测量取平均值的方法,并选用精确度更高的仪器。
7. 实验结论本实验通过使用双臂电桥测量待测电阻并记录实验数据,验证了电桥平衡时电流表示数为零,并且待测电阻与电阻箱电阻成比例关系。
实验结果表明双臂电桥具有较高的精确度和稳定性,可用于测量电性量的特性。
用双臂电桥测低电阻实验报告
用双臂电桥测低电阻实验报告哎呀,今天我们要做一个超级有意思的实验,叫做“用双臂电桥测低电阻实验报告”。
听起来好像很高大上的样子,其实呢,就是一个简单的测量电路中电阻值的实验。
不过,这个实验可是有很多讲究的哦,让我们一起来看看吧!我们需要准备一些材料。
这里有一个电桥,两个待测电阻器,一个电源,一个万用表,还有一些导线和夹子。
当然啦,还有一个非常重要的东西,那就是我们的热情和好奇心!好了,准备工作都做好了,接下来就是开始实验了。
我们要把电桥搭起来。
这个过程其实很简单,就是把四个支点分别连接到电源、待测电阻器和地线上。
然后,我们要把待测电阻器放在电桥的一个角上,这样就可以通过测量其他三个角上的电压来推算出待测电阻器的阻值了。
不过,在这个过程中,我们还需要注意一个问题,那就是电流的方向。
在电学里,有一个很重要的概念叫做“欧姆定律”,它告诉我们:电流跟电压成正比,跟电阻成反比。
所以呢,我们在测量的时候,要确保电流是从高电位流向低电位的。
这样才能保证测量结果的准确性哦!接下来,我们就可以开始测量了。
我们要把万用表调到电阻档位,然后用导线连接好待测电阻器的两端。
这时候,我们会发现万用表上显示出一个数值,这就是待测电阻器的阻值了。
不过,这个数值可能会受到很多因素的影响,比如说温度、电源电压等等。
所以呢,我们在记录结果的时候,一定要注意观察这些细节哦!好了,实验终于完成啦!通过这个实验,我们不仅可以学到欧姆定律这个重要的电学定律,还可以锻炼我们的动手能力和观察力。
而且呢,这个实验还可以帮助我们更好地理解电路中的电阻、电流和电压等概念。
所以呢,大家一定要认真对待每一个实验哦!这次“用双臂电桥测低电阻实验报告”真的是非常有趣呢!希望大家都能从中学到很多知识,也希望大家能够保持对科学的兴趣和热情。
那么,下一次实验再见啦!掰掰!。
双臂-物理实验
1实验二 双臂电桥测量低电阻一 实验目的1. 了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构; 2. 学习使用双臂电桥测量低电阻; 3. 学习测量导体的电阻率。
二 实验仪器QJ —19型 单双臂电桥,待测电阻,千分尺,灵敏检流计,标准电阻,反向开关,导线等。
三 实验原理测量中等阻值的电阻,伏安法是比较容易的方法,惠斯顿电桥法是一种精密的测量方法,但在测量低电阻时都有发生了困难。
这是因为引线本身的电阻和引线端点接触电阻的存在,而我们用四端引线法就可以减小这种影响。
下面我们就用这种方法来测量低电阻。
双臂电桥测量低电阻如上图所示,R 、R ˊ、R 1、R 2为桥臂电阻。
R s 为比较用的已知标准电阻,R x 为被测电阻。
R s 和R x 是采用四端引线的接线法,电流接点为C 1、C 2;电位接点P 1、P 2。
被测电阻则是R x 上P 1、P 2间的电阻。
测量时,接上被测电阻R x ,然后调节各桥臂电阻值,使检流计指示逐步为零,则Ig=0时,根据基尔霍夫定律可写出以下三个回路方程。
)'()(222'212211R R I r I I R I R I R I R I R I R I s x s s s +=-+⋅=+⋅=)(2'12'21R R R R R R r R r R R R R s x -++⋅+= 电E G R x R s P s1P s2P x1P x2C x2C x1C s1C s2I 1I 2312R 1R 2R R'I s I s I s -I 2I 1图一2式中r 为Cs 2和Cx 1的线电阻。
将上述三个方程联立求解。
可写成下列两种不同形式。
由此可见,用双臂电桥测电阻,R x 的结果由等到式右边的两项来决定,其中第一项与单臂电桥相同,第二项称为更正项。
为了使双臂电桥求R x 的公式与单臂电桥相同,使计算方便,所以实验中可设法使更正项尽可能做到为零。
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双臂电桥测低电阻PB07025011李雅筝时间:10月26号38组得分:实验目的:要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上,用双臂电桥测金属材料的电阻率。
熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。
了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理:由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计,此时按照欧姆定律R=V/I得到的电阻是(Rx+ Ri1+ Ri2)。
当待测电阻Rx小于1Ω时,就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
为了消除接触电阻对于测量结果的影响,需要更改接线方式,将低电阻Rx以四端接法方式连接。
此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降,由Rx = V/I即可准测计算出Rx。
接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D),与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的,许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论,就发展成双臂电桥。
标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2,待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连,故其影响可忽略。
在双臂电桥电路图中,当电桥平衡时,通过检流计G 的电流IG = 0, C 和D 两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=232123223123113R R I R I I R I R I I I R I R I n R R X (1)解方程组得 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=R R R R R R R RR R R RR n X 31212311 (2)通过联动转换开关,同时调节R1、R 2、R3、R ,使得RR R R 312=成立,则(2)式中第二项为零,待测电阻Rx 和标准电阻Rn 的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri 内,则有 n X R R RR 1=(3)实际上即使用了联动转换开关,也很难完全做到R R R R //312=。
为了减小(2)式中第二项的影响,使用尽量粗的导线以减小电阻Ri 的阻值(Ri<0.001),使(2)式第二项尽量小,与第一项比较可以忽略,以满足(3)式。
实验器材:QJ36型双臂电桥(0.02级)、JWY 型直流稳压电源 (5A15V )、电流表(5A )、R P 电阻、双刀双掷换向开关、0.001标准电阻(0.01级)、超低电阻(小于0.001连接线、低电阻测试架(待测铜、铝棒各一根)、直流复射式检流计(C15/4或6型)、千分尺、导线等。
实验步骤:1.将铜棒安装在测试架上,按实验电路图接线。
选择长度为40cm ,调节R1,R2为1000Ω,调节R 使得检流计指示为0,读出此时R 的电阻值。
利用双刀开关换向,正反方向各测量3组数据2.选取长度30cm,重复步骤13.在6个不同的未知测量铜棒直径并求D 的平均值 4.计算2种长度的x R 和ρ5.计算长度为40cm 时ρ的标准偏差6.将铜棒换成铝棒,取长度为40cm ,重复步骤1至4数据及处理:第一部分R1=R2=1000Ω;Rn=0.001Ω表一:棒的直径D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 平均铜棒直径(mm) 5.0004.9905.0004.9854.9904.9854.991铝棒直径(mm)4.990 4.995 4.990 4.992 4.990 4.995 4.992棒的横截面积:21D S π= 经计算得下表表二:待测电阻为40cm 铜棒时的R 值=R 1606.33Ω;R R R R n x 1==1.60633*10-3Ω;=⨯=lS R ρ7.8549*10-8Ω.表三:待测电阻为30cm 铜棒时的R 值=R 1203.67Ω;R R R R n x 1==1.20367*10-3Ω;=⨯=lSR ρ7.8479*10-8Ω.m表四:待测电阻为40cm 铝棒时的R 值=R 740Ω;R R R R n x 1==7.40*10-4Ω;=⨯=lSR ρ 3.6204*10-8Ω.m 注: 这里测电阻时正反交换着接是因为用双臂电桥测的电阻是阻值很小的电阻,所以实验要尽可能的排除电路中其他电阻对小电阻测量的影响。
正反各测几次可以把电路中一些影响(如电路容抗,感抗)减小或消除,有益于实验精度的提高。
第二部分下面利用待测电阻为40cm 铜棒时的数据计算电阻率的不确定度。
不确定度传递公式的推导:由公式x R l S =ρ;241DS π=和n x R R R R 1=得124D lR RR n πρ=. 两边取对数:l R D R R n ln ln ln 2ln ln 4ln ln 1-++-+=πρ求导:ldlR dR D dD R dR R dR d nn -++-=211ρρ各项系数取绝对值,将求导符号改为不确定度符号,求平方和:222222212222241lU RU DU R U R U U l RDRnRn++++=ρρ40cm 铜棒电阻情况下不确定度的计算: 由第一部分的计算:=R 1606.33Ω;=⨯=lSR ρ7.8549*10-8Ω;D 平均=4.991mm 测量列的标准差=-=∑=5)(612i iR R Rσ 1.35Ω;=-=∑=5)(612i iD D Dσ 4.52*10-3mmA 类不确定度:==nU RRA σ0.603Ω;==nU DDA σ 2.02*10-3mmP=0.683,n=6时,11.168.0=t ;置信系数一般有: C=3(正态分布)千分尺的最大允差 :Δ尺=0. 004mm ; 棒长度的估读误差 : Δ估=2mm电阻箱的示值相对误差计算公式 :)%(Rnba +±=δ; 其中a 为准确度等级,b 为与准确度等级有关的旋钮接触电阻,准确度小于等于0.1级b=0.005Ω,n 为电阻箱的旋钮个数,R 为电阻箱示值。
由仪器带来的各电阻的误差如下表:()()=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=222268.03349.00.60311.1C U t U R RA R 0.678Ω ()()=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=222268.03040.020.011.1C U t U DA D 尺 2.76*10-3mm =∆=C估l U 0.667mm=∆=CU R R 110.025/3=8.33*10-3Ω =∆=CU RnRn 1.67*10-7Ω =++⨯++⨯=)1()()(4)()(122R U lU DU RU RnU U R l D R Rn ρρ 1.68*10-10Ω.m P=0.683最后的结果表达为:m m ⋅Ω⨯±=⋅Ω⨯±=--81010)125.087.7(10)25.115.787(ρ误差:1千分尺的系统误差;2铜棒和铝棒表面都有氧化膜,导致测量数据不准确 3调节接入电路的金属棒的长度时读数误差很大,大于估计误差2mm ,导致测量结果不准确,同时导体与刀片接触不良也会导致测量结果与实际不符;4 检流计十分敏感,有微小的震动就会导致其偏转,以致测量结果发生变化,而实验中不能避免震动或晃动,而开始未准确调零,由于人为因素的影响也使在判断指针是否在正中有一定误差,并且在误差计算中没考虑该因素的影响; 5计算过程中对测量值的处理(有效数字取舍)影响真实结果。
6测量系统本身的原因:忽略了各接触电阻的阻值,以及RR R R 312=不严格成立 思考题:1、如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换,等效电路有何变化,有什么不好?答:互换后电路结构变化很大。
因为电流表的内阻很小,同R X 的值相差不大,并联测出的电流值不能表示通过R X 的电流的大小,因而也不能用它来计算R X的电阻值。
事实上,这样的接法不能测出任何有意义的参数,当然不2、在测量时,如果被测低电阻的电压头接线电阻较大,对测量准确度有无影响?电压头接线电阻较大,也就是R X1和R X2(图中用阴影部分标出的两个电阻)较大,与R 3和R 相比,已经不可忽略,而通过检流计G 的电流I G = 0时,得到的方程组()()⎪⎩⎪⎨⎧+=-+=+=23223223113231R R I R I I R I R I R I R I R I R I i n X (1)是在R X1和R X2与R 3和R 相比可以忽略的条件下得出的,不可忽略时应修正为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧++=-+=++=+22322322311232311R R R I R I I R I R I R I R R I R I R R I X i n X X X (4)解方程组(4)得()⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-+++⋅+++=12312223111X X iX i X n X X R R R R R R R R R R R R R R R R R R (5)在这种情况下,令RR R R 312=成立,也不一定能使(5)式中第二项等于0,而是等于()()()i X X X i X X i X iX R R R R R RR R R R R R R R R R R R R R R R R +++-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-+++⋅+223213123122231看得出,只有当RR R R X X 312=时,第二项才等于0,但R X1和R X2的值并非已知。
为避免人为造成误差,必须使用尽量粗而短的导线以减小R X1和R X2的值,使之与R 3和R 相比可以忽略,以满足(1)式。