电流表内阻测量实验报告

精品文档

实验名称：比较不同方法测电流表头内阻的精度

实验日期： 6.9实验地点：二教506实验人员：

实验目的： 1.熟悉多种测量电流头内阻的方法（至少用四种不同方法）；

2.比较分析各种测量方法的测量精度（误差分析和不确定度估计）；实验器材：DH6102型伏安特性实验仪，直流稳压源，标准电阻箱，电流表头，开关，导线等

1.实验原理a、

半偏法

按图 1 连好电路，S

2断开，

S

1闭合，调节变阻器 R，

使待测电流表 G 的指针满偏。再将S

2也闭合，保持

变阻器 R 接在电路中的电阻不变，调节电阻箱R使图 a- 错

误！文档电流表 G 的指针半偏。读出电阻箱的示值R，则可认为中没有指

定样式的

r g R

。因为调节电阻箱后，电路总电流和原来几乎相同文字。 -1（因

为R 滑远大于Rg），那么现在这个电流分成了2 路，一路经过G，一路经过与 G 并联的电阻箱，而且通过 G 的电流变为原来一半，说明流过电阻箱的电流也是总电流的一半，这样 G 的电阻就是电阻箱的示数。

b、替代法

按图所示连接电路， G 为待测电流表， G 为监测表，

S

1 为单刀单掷开关，S

2为单刀双掷开关。先将

S

2拨

至与触点 1 接通，闭合S

1，调节变阻器 R，使监测表

G指针指某一电流值（指针偏转角度大些为好），记下这一示值。再将单刀

双掷开关S

2拨至与触点2接通，保持变阻器R的滑片位置不变，调节电阻箱

R ，使监测表G恢复原来的示值，则可认为被测电流表G 的内阻等于电阻箱的示值。

这种方法，要求监测表的示值要适当大一些，这样灵敏度较高，测量误差较

小。

c、惠斯通电桥法

若待测电阻 Rx和标准电阻 R 并联，因并联电阻两端的电压相等，于是

R x I 2

R I 1

这样，待测电阻 Rx 与标准电阻 R 通过电流比联系在一起，可以不用电压

表来测量电压了，但是要测得 Rx，还需要测量电流 I1 和 I2。为了避免

这两个电流的测量，我们设法用另一对电阻比Ra/Rb 来代替这两个电流比，即要求R I

2

a I

R

1

b

（2）

这是容易做到的，设计一如图 (a)电路，当 B 点和 D 点电位相等时，（ 2）式成立。

(a)(b)

图(a)所示电路就称之为惠斯通电桥电路。在 B、D 之间接一检流计 G，调节电阻 Ra和 Rb(或标准电阻 R)，使检流计 G 中没有电流通过，这时 B、D 两点的电位相等。图 (a)和(b)是等效的。比较（ 1）（ 2）两式，得

R x R a或x R a(3)

R R b R b

这样就把待测电阻Rx 的值用三个电阻值表示了出来，式中k=Ra/Rb 称为比率臂或倍率。通常将Rx、Ra、Rb 和 R 叫做电桥的臂。 Rx称为待测臂， R 称为比较臂，将接检流计G 的对角线 BD称为“桥”，当桥上没有电流通过时，称电桥达到了平衡。比例关系式（3）称为电桥平衡的条件，这时两对面桥

臂的电阻的乘积相等，这是“桥”的另一含义。可见电桥的平衡与电流的大

小无关。

调节电桥达到平衡有两种方法：一种是保持标准电阻R（比较臂）不变，调

节比例臂 K 的值；另一种是取比例臂K 为某一定值，调节比较臂R。前一种方法准确度较低很少使用。

本实验采用三个电阻箱分别当做R、Ra、Rb 三个桥臂，电阻板当做待测臂Rx，用检流计检测桥上的电流，自己组装电桥。由(3)式可以看出，待测电阻

Rx由比率值K

和比较臂电阻 R 决定。检流计在测量过程中起判断桥路有无电

流的作用，由于比较臂电阻可以采用比较精密的电阻，所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高，大大优于伏安法测电阻，这也是电桥应用广泛的重要原因。

d、补偿法

在一定温度下，直流电通过

待测电阻R

x时，用电压表测

出R

x两端的电压U，用电

流表测出通过R

x的电流I，

则电阻值可表示为：R

x =U/I

连接如下电路图，调节R

3使

检流计 G 无电流通过（指针指零），这时电压表指示的电压值U bd等于R x两

端的电压U

ac，即 b,d 之间的电压补偿了

R

x两端的电压。清除了电压内阻

对电路的影响。

2.实验方案

提前设计实验以及所需电路图，在实验室按照设计的实验及电路图进行实验，得到实验数据，对其进行分析处理及误差分析。

3.实验操作步骤

A半偏法

（1）按照右图连接电路，G 为待测电流表

（2）断开 S2，闭合 S1，调节 R 阻值，使 G 满

偏

（3）闭合 S2，保持 R 不变，调节 R’，使 G 半

精品文档

偏，记下此刻 R’读数。

（4）重复测量 5 次，记下数据

B替代法

（1）按照右图连接电路， G 为待测电流表， R’为变

阻箱

（2）闭合 S1，将 S2与 1 接通，调节 R 的阻值，是

G’停留在一定的数值，记录下该电流值

（3）将 S2与 2 接通，调节 R’阻值，是 G’示数与刚

才相同，记录 R’阻值，该数值为电流表内阻

（4）重复测量 5 次，记下数据

C惠斯通电桥法

（1）按照右图连接电路， A 为待测电流表， G 为检流计，

R0=1000Ω

（2）闭合电键 S，改变 R1， R2 阻值，是检流计G 示数

为 0，记下此时 R1，R2 阻值

（3）重复测量 5 次，记下数据

（4） RA=（R1/R2）*R0

（5）测量惠斯通电桥灵敏度 S

D补偿法

（1）按照右图连接电路， A 为待测电流表， G1，G2 为检

流计， R 为滑动变阻器， V 为电压表

（2）调节滑动变阻器，使得G1 示数为零，记下此时 G2 与

V 的示数。

（3） RA=U/I

（4）重复测量 5 次，记下数据

1→

4.实验数据记录

见附表（原始数据记录）

5.实验数据处理及结果分析

见附表（实验数据处理）

6.实验总结2↓

根据实验数据表明，万用表测得待测电流表阻值为1230Ω左右，对比实验数据，惠斯通电桥法得到的数据最为准确并且精度最大，补偿法其次，替代法、半偏法最末。