雙臂電橋測低電阻實驗報告 2

1、. 基礎物理實驗報告 3日 年 6 月 專業(yè)： 數(shù)字媒體技術 學院：2011 國際軟件學院 雙臂電橋測低電阻實驗名稱 2010302580145 號10級原軟工四班 名 陳魯飛 年級/班級學姓 四、實驗內容及原始數(shù)據(jù) 一、實驗目的 五、實驗數(shù)據(jù)處理及結果（數(shù)據(jù)表格、現(xiàn)象等） 二、實驗原理 六、實驗結果分析（實驗現(xiàn)象分析、實驗中存在問題的討論） 三、實驗設備及工具 一、實驗目的1. 了解測量低電阻的特殊性。 2.掌握雙臂電橋的工作原理。 。銅）的電阻率用雙臂電橋測金屬材料（鋁.3.二、實驗原理 例如用安培我們考察接線電阻和接觸電阻是怎樣對低值電阻測量結果產生影響的。，RxRVI所示，電路圖如圖測

2、量電阻表和毫伏表按歐姆定律 1 所示慮到電流表、毫伏表與測量電阻的接觸電阻后，等效電路圖如 因此他們對于毫伏表的測量影響可忽略不計由于毫伏表內R遠大于接觸電ii3 IRV時，就不1。當待測電阻Rx小于+ R得到的電阻是（Rx+ R）此時按照歐姆定律i2i1 對測量的影響了。和R能忽略接觸電阻Ri2i1將低電 3方式，因此，為了消除接觸電阻對于測量結果的影響，需要將接線方式改成下圖的電壓降，由Rx以四端接法方式連接，等效電路如圖Rx 4 。此時毫伏表上測得電眼為阻，與接于電壓、D)。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端Rx = V/I即可準測計算出Rx(A許多低電阻的標準電阻都做成四端鈕方C)、是

3、各自分開的，(B測量回路中稱電壓接頭的兩端。 式 ;. . Rn標準電阻6所示。根據(jù)這個結論，就發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路圖5和圖，都連接到雙、R ，待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為R電流頭接觸電阻為R、R ix2in2in1ix1電壓Rx、R ，待測電阻R臂電橋測量回路的電路回路內。標準電阻電壓頭接觸電阻為n2n1、RR 頭接觸電阻為R、R，連接到雙臂電橋電壓測量回路中，因為它們與較大電阻2x2x11 相串連，故其影響可忽略。RR、3兩點電位相等 = 0, 由和，當電橋平衡時，通過檢流的電根據(jù)基爾霍夫定律，可得方程組 ;. . (1) 解方程組得 (2) ）式中第二R，使得成立，則（2、

4、通過聯(lián)動轉換開關，同時調節(jié)RR 、R、 321內，R 均包括在低電阻導線R和標準電阻項為零，待測電阻RxRn的接觸電阻R、ix2in1i則有 (3) 式中實際上即使用了聯(lián)動轉換開關，也很難完全做到。為了減小(2) 式第二項盡0.001第二項的影響，使用盡量粗的導線以減小電阻R的阻值(R)，使(2)ii 式。量小，與第一項比較可以忽略，以滿足(3)三、實驗設備及工 本實驗所使用儀器有 、0.02型雙臂電橋（級） 6.JWY型直流穩(wěn)壓電源 （5A15V）1. QJ36 電流表（5A）、 7.R電阻、2.P 標準電阻（ 或 直流復射式檢流計（C15/46型） 8.0.001 級）、0.013. 低電

5、阻測試架（待測銅、鋁棒各一根）0.001 4.超低電阻（小于 連接線 9.、 、千分尺、導線等。 5.雙刀雙擲換向開關、四實驗內容及原始數(shù)據(jù) ;. . 再用3）式測量Rx,用雙臂電橋測量金屬材料（銅棒、鋁棒）的電阻率，先用（ 。 求 為R將銅棒安裝在測試架上，按實驗電路圖接線。選擇長度為50cm，調節(jié)R，121 利用雙刀開關換向，的電阻值。讀出此時R，1000，調節(jié)R使得檢流計指示為0組數(shù)據(jù)。3正反方向各測量 。重復步驟12選取長度40cm, 的平均值。D3在6個不同的未知測量銅棒直徑并求 。 計算42種長度的 和，再求 。的標準偏差取540cm長度，計算測量值 。516將銅棒換成鋁棒，重復步

6、驟至 實驗電實驗數(shù)據(jù)： ;. . 鋁棒直徑 mm）（銅棒直徑 （mm）40cm鋁棒接入電路時電 阻（?）50cm銅棒接入電路時電 ）?阻（40cm銅棒接入電路時電 ?）阻（ 數(shù)據(jù)處理：根據(jù)電阻率的計算公式以及 40cm鋁棒接入電路時：鋁棒直徑平均值6?Di41?i?D6測量所得電阻的平均值6?Ri7551i?R?6 那么計算得2?RDRn?LR41銅棒接入電路時：50cm銅棒直徑平均值1 2 3 4 5 4.991 4.995 4.998 4.992 4.990 4.984 4.981 4.986 4.985 4.988 755 750 753 751 757 2006 2001 2010 2

7、003 2005 1605 1610 1608 1610 1607 實驗數(shù)據(jù)處理及結果五 的表達式可以得到：Rx2?RRDn?LR4 1 995.?4998?4.990?.9914.995?4.9924.mm9954.mm? 6 750?751?757?750?753?754? 6 8?m?.36810 ;. . 6?Di1i?mm985D?4.? 6 測量所得電阻的平均值6?Ri1i?R?2006 6 那么計算得2?RDR 8?n?m?10?7?.79?LR41 40cm銅棒接入電路時： 銅棒直徑平均值6?Di1i?mm.?985?4D 6 測量所得電阻的平均值6?Ri1i?1609R? 6

8、 那么計算得2?RRD 8?n?m?.?85?10?7LR41 的測量列的標準差為直徑D?2)?D(Dii?)(D1?n mm.003?0 A類評定為=2.57，那么測量列D不確定度的P=0.95取，查表得t因子tP?)(D mm003?0.tPn 類評定B的最大允差=0.001mm，按照正態(tài)分布算，測量列的不確定度的儀器（千分尺）儀?mm0003?0u(D)?. BC 那么合成不確定度?)D(2295.P?0)003?0.mm(UD)?t,(?kuD 的測量列的標準差為電阻RBPP6?2)RR(?ii?(R)1?n ?2 AR=2.57ttP=0.95取，查表得因子，那么測量列不確定度的類評

9、定為P;. . ?)R( ?t?2Pn，考慮到人的判斷相對來說比0.02%=0.32儀器（電阻箱）為0.02級，那么=1608儀 =0.32。（R）=較精確，因此認為uB儀 那么合成不確定度?)R(22950.?,P?ku(U(R)?tR)?2? BPP6-7 =110又有U（R）=0.01%0.001n =0.20.02%=1000U（R）1=2mm L）U（ 根據(jù)不確定度的傳遞公式應該有：?)RU()R)U(U(UR)U(D)U()L222222n1?4?RLRRD 1n 那么)RU()(R()U(R)L)UUU(D22222?n1?(U)?4?RRLRD 1n=0.089 于是最終結果寫

10、成：8?950.P?m?84?0.089)10,?7?U()?(. 六、實驗結果分析 實驗小結： 1、從實驗結果來看，實驗數(shù)據(jù)比較好，兩次銅棒的測量所得電阻率比較接近。 2、實驗過程中應該注意對儀器的調零和保護。 實驗中測量同一組量時注意保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，不可中途拆卸，否則會造成比較大的系統(tǒng) 3、 。誤差（特別是銅棒和鋁棒裝好后不要多次改變刀口的松緊） 4、本實驗原理比較簡單，但電路圖連接比較復雜，特別是電阻的四端接法應注意正負極的 5、 一致。 注意事項 ： 安裝在測試架刀口下面，端頭頂?shù)轿宦萁z擰緊。(后測銅棒)1先將鋁棒 按線路圖電流回路接線，標準電阻和未知電阻連接到雙臂電橋時注意電壓頭接線順。2 。 和檢流計在3X1X0.1檔進行調零、測量，不工作時撥到短路檔進行保護 ;. . 誤差分析： 、由于檢流計對儀器穩(wěn)定性有很高的要求，而在實驗中很難做到。1 R2/R1=R3/R并不是嚴格成立的。2、 鋁棒不是很直，長度測量有偏差，但誤差分析是無法計算。3、 思考題：在測量時，如果被測低電阻的電壓頭接線電阻較大（例如被測電阻遠離電橋，所用引線過1 細過長等），對測量準確度有無影響？，接線電阻如果相對于大電阻仍然比1000）由于電壓頭支路上存在大電阻（一般大于，其影響仍然可以忽略不計，較小，與大電阻串聯(lián)時，阻值也是高階無窮小量（一般情況下）