《设计实验电路测定微安表内阻》设计举例1

微安表内阻的测定邱翠花红河学院08物理一班(200802050102)摘要:微安表内阻测定的测定有很多种方法，在此试验中分别运用了半偏法、替代法、电桥法来测量微安表内阻。并对测量结果进行比较来分析哪种方法相对来说比较精确。关键词：微安表、半偏法、替代法、电桥法引言：测定微安表内阻的方法有很多种，例如：伏安法、替代法、半偏法、电桥法等等。但每种方法都会存在很多误差，来自电阻箱的、电流表的和多次测量造成的等等。就这些问题我们要设法避免或减小来提高试验中的准确度。实验目的：1.提高电学实验的操作能力；2.比较、熟悉三种(半偏法、替代法、电桥法)相关操作；3准确测出微安表的内阻。实验仪器：微安表、标准电流表、电源、滑动变阻器、QJ-23型箱式直流电桥、电阻箱、导线、开关。实验原理图一1替代法测微安表内阻替代法的实验原理图见图一，其中Rg为表头内阻，uA为高精度的标准微安表。测量时，先闭合K1,将K2置于1处，调节R使被测表头在某较大示值处（注：被测表头的指针不能超过量程），记录标准表的记数I；然后将K2置于2处，保持R1不变，调节R2,使标准表指在原来位置上，则有R2二Rg。2半偏法测微安表内阻图3如右图所示，伟微安表内阻，为电阻箱，为标准微安表。通过观察G表的示值来控制主干路电流使其在整个测量中保持不变，测量时：（1）将滑线变阻器R至于安全输出状态，闭合缓慢调整使得测微安表满偏，在此过程中保持标准电流表读数不变。此时，3.电桥法测微安表内阻QJ-23型电桥是目前应用最广泛的一种商品电桥。图8-4它的原理如右图所示，其中凡和 一及3作为比例臂，比作为比较臂。改变C点位置可以改变的比值。当选择开关C与“101”位置相连时，则有R2_ 0.999+8.902481.009后-409J)9x2+71.009+8.902+0,9990.10000若取此=0.10000时，则g的精确度可达万分之一，与c在“10”位置几乎相同。然而比的精确度较&低一个量级。所以此时凡的系统误差主要取决于比而不是峪,由图可知比有四个可变的标准电阻相互串联总电阻可达9999Q本仪器适用于测量1到9999000范围内的电阻，准确度为±0-2%电源电压为4.5V仪器面板元件安置如图所示，右上角四个读数就是用,右下角直接接比的两个端钮和接通检流计G接通电源B的两只按钮（如需长时间接通，可再按下后沿顺时针即可锁住）。中上部分是比例臂的选择开关，也称作倍率旋钮，他的下面就是检流计，左面由上往下分别是“+、-、内、G、外”五个按钮，“+、-”为外接电源的输入端钮“内、G、外”为检流计选择端钮，当"G”和“内”有短路片连接时，则在G和“外”间需外接检流计，在“G”和“外”短接时本仪器内附的检流计已经接入桥路中。ooeaaooOQooeaaooOQ在试验时，为了使被测电流表满偏，而又不至于超出其最大量程，我们可以选择在“十、-”之间接入一电阻箱来控制电流，使得流入电路的电流等于待测电流表的最大量程。因为工QO0Q所以比例取为0.1,调节电桥上的电阻'使得检流计指针为0,此时0.1此=0实验数据及其处理1半偏法侧微安表内阻、次122345R590.0O590.3O590.0O590.5O590.0O左偏格产，530.2530.2530.3530.5c530.2A右偏格LL653.0a653.0Q4上653.0Q653.2Q653.0QR=590.36您用=532.38。;曰二653.04Q&-g(开+方)-592.71不确定度的计算:0」％x59271以m(G= £ =034G=0.27Q则不确定度与(4)=瓜欣)F.了,有；瓦千=0.470结果得：R=(592.71±0.47)02用替代法测微安表内阻\次项、数目、12345A593.2O590.2O592.3O594.5O594.3O左偏格 畜 625.3——ft——628.4——ft——631.5——ft——630.2 ft 627.3——ft——右偏格567.5Q562.3Q563.4Q560.1Q561.5Q

R=592.90G;我二562.96口,无=62834G&—〈何+炉)—595.75C不确定度的计算尤(&-国)上 o.Si)rt(n-I)0.1%x595.75V3=0.34QV30.1%x595.75V3=0.34QV3=0.190则不确定度/®}=”旧?+%区『+甥5J'=0-90Q结果得：%-(595.75±0.90)Q3用电桥法测微安表内阻\次12345%590.4590.0590.0590.25903左偏5格/?/0654.9652.5653.4654.1653.3右偏5格尺7。532.9531.9532£532.5531.3R=590,180; =653.64f3iRr=532.64H4 伊+#)-592.96。相对灵敏度的计算5H—J舸—同土区―凤)一60.7。£=?=物6_K

R不确定度的计算不确定度主要来源于：电阻箱的误差；电桥灵敏度的误差；多次测量的差异。按所用电阻箱的标准，&A、电阻箱xlOOX100()档为0.1级，其标准不确定度(计算时取凡90G-900L1段二59000)为（&）=0,2%X90cmw?—0.IQ%（RJ=0.2%X900Q+超=1.00%（/?4）-0.2%x59（XK3+v：，3—6.8Q电阻箱引入的合成标准不确定度为外⑷二592匹但干＞工运%=1皿・ H90）［90。）15900）电桥灵敏度引入的不确定度4如伊）=（0.%目6）x592.96/E=1.4Q多次测量引入的不确定度巴（R）=G43Q合成标准不确定度心如=口］记;（行；町=1.2Q结果得：--（593*0±12）0小结：（1）比较三种方法的测量结果，半偏法与电桥法结果相近与代替法结果相差较大，其原因应该是控制电流大小的微安表引入了一定的误差，此微安表的精确度不够可以选用精度较高的标准微安表测量结果可能会更精确。（2）半偏法同样存在这样的问题，因此同样要选择相对登记精度高的微安表控制电流。同时在测量过程中要是电流尽量大，只要不超过电表的最大量程。（3）在运用三种方法测量时，应保证通过微安表的电流相差不大，即尽量满偏。这样可使被测表引入的误差大大减小。参考文献：[1]王华等大学物理实验[M].华南理工大学出版社，2008.2[2]朱鹤年.物理实验研究川].清华大学出