完整版电阻测量的设计试验报告

1、佛山科学技术学院实验报告课程名称实验工程专业班级指导教师日期 年 月 日【实验目的】1 .掌握减小伏安法测量电阻的方法误差和仪表误差的方法；2 .根据测量不确定度的要求,合理选择电压表和电流表的参数；3 .根据给定实验仪器合理设计变形电桥电路或电压补偿测量电路测量电阻.【实验仪器】直流稳压电源、伏特表、毫安表、被测电阻、滑线变阻器或电位器2个、电阻箱2只、开关式保护电阻、开关.【实验原理】1.方法误差根据欧姆定律,测出电阻 Rx两端的电压U,同时测出流过电阻Rx的电流I,那么待 测电阻值为R URx测 通常伏安法测电阻有两种接线方式：电流表内接法和电流表外接法.由于电表内 阻的存在,这两种方法

2、都存在方法误差.(24-1)在内接法测量电路中如图 但电压表的读数U并不是电阻 待测电阻阻值为24-1所示,电流表的读数I为通过电阻Rx的电流Ix, Rx的两端电压Ux,而是U=Ux+Ua,所以实验中测得的UI(RxRxI IRa)Rx Ra式中Ra是电流表的内阻.它给测量带来的相对误差为l % Rx Ra ERxRx图24-1内接法(24-2)内接法测量待测电阻阻值的修正公式Rx U Ra(24-3)在外接法测量电路中如图24-2所示,电压表的读数Ux,但电流表的读数I并不是流过 电阻阻值为Rx的电流Ix,而是I = Ix+IU等于电阻Rx的两端电压V,所以实验中测得的待测RxRVRxRv图

3、24-2外接法式中Rv是电压表的内阻.RxRv它给测量带来的相对误差为(24-4)量程决定.假设电压表、电流(24-6)(24-7)(24-8)(24-9)(24-10)R 外RxRxE外 RxRVRx外接法测量待测电阻阻值的修正公式Rx丹 飞24-5比较E内、|E外|的大小,可以得：当Rx3国,采用内接法测量电阻,会使E内|E#| ;当Rx展及,采用外接法测量电阻,会使E内|E外| ；当Rx JR再时,那么采用内接法 和外接法测量电阻都可以.其中电流表的内阻Ra、电压表的内阻Rv由实验室给出.2.仪器误差电压表和电流表的最大允许误差由它们的准确度等级、表的准确度等级分别是au和ai,那么电压

4、表的最大允许误差u =au% Um电流表的最大允许误差 i =ai% Im式中Um是电压表的量程,Im是电流表的量程.电压测量值的B类不确定度为uu=Au/ r3=au%Um/ "3电流测量值的B类不确定度为 u i = i/ <3 =a i %Im/*考虑仪器系统误差时,它们的相对不确定度分别是 uu au % u m u B3uUiai%imi B3i由伏安法测电阻式24-1,可得 ,22URx ,uuUiR , uI为了减小 咽,电压表、电流表的准确度等级要高、量程要适当.在电表量程已选Rx定的情况下24-8、24-9两式中的分子项是不变的,唯有其分母是可变的.为了减 小

5、电压或电流测量值的相对不确定度,测量时,应使 u和I尽可能取大些,越接近量程uRx会越小.Rx【实验任务】1 .待测的电阻Ri和R2,标称值分别是10Q和480Qo选择适宜的接线方法,用 伏安法测量其阻值,使测量结果的相对不确定度 .<1%,而且方法误差要较小.Rx2 .用给定的稳压电源、伏特表、毫安表、待测电阻480Q、滑线变阻器2个、 电阻箱2只、开关式保护电阻、开关,合理设计用伏特表、毫安表作为桥臂的变形电桥电路或电压补偿测量电路测量电阻,测量结果的相对不确定度%<1%要Rx求画出实验电路图,写出实验条件和实验方法.【实验要求】实验前,编写好每个实验任务的操作程序, 可根据下

6、面提示的框架来编写,但应结 合给出的数据,边运算边说明.1 .选择电表的量程,使Um/Im与被测电阻的标称值接近,减小仪表误差.2 .根据标称值与jRR；的数值比较,决定采用内接法或外接法,减小方法误差.3 .连接电路电路图自行设计后,进行测量,并对测量结果进行修正. 224 .根据但 J那么 也 <1%,按不确定度均分原那么,有 RxU I 22 %1%24-11,U 2.2 :1%24-12将式24-8代入式24-11可解出U,将式24-9代入式24-12可解出I. 2U3u U m24-13.3(24-14).2I h aI Im5.根据拟定的设计电路图,试述用伏特表、毫安表作为桥

7、臂的变形电桥电路或电压补偿测量电路测量电阻所需要的实验条件和实验步骤.要求测量结果的相对不确定度也<1%.Rx【实验数据】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)【实验结果】【分析讨论】1 .为保护直流稳压电源和元件,接通和断开电源前均需先使电源输出为零,然后再接 通或断开电源开关.对输出调节旋钮的调节必须轻而缓慢,逐步增加至需要值,预防 电表超量程.2 .为减小指针式仪表的仪表误差,通常仪表的读数小于满刻度的1/3,应更换量程.仪表读数=量程x指示格数+总格数,仪表读数要读准有效位数要估读 1位；3 .用开关式保护电阻的代替检流计时,其开关的开合时,应密切注视各电表指针是否 有偏转变动.【思考题】1 .假设测510.的电阻,电压表内阻RV=20KQ,电流表内阻RA=1Q,试计算分析说明 用电流表内接法测量好,还是用电流表外接法测量好2 .为什么用电流表内接法或外接法测二极管的伏安特性曲线都不够理想应采用什么 电路,使方法误差较小实验报告内