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1、 基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)研究性報(bào)告雙電橋測(cè)低電阻Double bridge in measuring low resistance Author 作者姓名 何磊 He LeiSchool number 作者學(xué)號(hào) 11131082Institute所在院系 交通科學(xué)與工程學(xué)院 Major攻讀專業(yè) 熱能動(dòng)力工程 Thermal energy and power engineering 完成時(shí)間:2012年 12月 10 日 目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)原理4三、儀器設(shè)備8四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容8五、數(shù)據(jù)處理91、原始數(shù)據(jù)記錄92、對(duì)此五組數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸處理103不確定度的計(jì)算114、最終實(shí)驗(yàn)結(jié)論13六、誤差分析13七
2、、注意事項(xiàng)15八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)16九、實(shí)驗(yàn)思考17十、自我查找及解答19十一、感想與收獲20參考文獻(xiàn)21摘要此文以“雙電橋測(cè)低電阻”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要內(nèi)容,通過與惠斯通電橋的對(duì)比,詳細(xì)介紹了了開爾文雙電橋測(cè)量低電阻的原理以及具體的實(shí)驗(yàn)過程,而后通過已取得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理與不確定度的計(jì)算。并以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)誤差的進(jìn)行了更為深入的分析,并根據(jù)自己實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷對(duì)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器等提出了自己的看法,以及本次試驗(yàn)給自己的感受。關(guān)鍵詞:開爾文雙電橋,低電阻,誤差(不確定度),實(shí)驗(yàn)改進(jìn)Abstract This article to the "double bridge in measu
3、ring low resistance " report of the experiment as the main content, through the contrast and Wheatstone bridge, introduces in detail the Kelvin double bridge measuring low resistance principle and the specific experimental process, and then by the experimental data obtained were strict data pro
4、cessing and calculation of the uncertainty. With experimental data and the error undertook more thorough analysis, and according to their own actual operation experience for the experiment of experimental instruments and put forward his own views, as well as the test to their feelings.Key words: Kel
5、vin double bridge, low resistance, error ( uncertainty ), experiment improvement 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解雙電橋測(cè)低電阻的原理,以及它對(duì)單電橋的改進(jìn)。2、掌握電橋平衡的原理零示法。3、學(xué)習(xí)使用QJ19型單雙電橋測(cè)低電阻。4、測(cè)量線性導(dǎo)電材料(銅絲)電導(dǎo)率的測(cè)量方法。5、鞏固和加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理的一元線性回歸法。二、實(shí)驗(yàn)原理惠斯通電橋(單電橋)測(cè)量的電阻,其數(shù)值一般在10106歐姆之間,為中電阻。對(duì)于10歐姆以下的電阻,例如變壓器繞組的電阻、金屬材料的電阻等,測(cè)量線路的附加電阻(導(dǎo)線電阻和端鈕處的接觸電阻的總和為10-410-
6、2歐姆)不能忽略,普通惠斯通電橋難以勝任。雙電橋是在單電橋的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,可以消除(或消除)附加電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,一般用來測(cè)量10-510歐姆之間的低電阻。如圖1所示,用單電橋測(cè)低電阻時(shí),附加電阻R與R和Rx是直接串聯(lián)的,當(dāng)R和R的大小與被測(cè)電阻Rx大小相比不能忽略時(shí),用單電橋測(cè)電阻的公式Rx=(R3/R1)RN就不能準(zhǔn)確地得出Rx的值;再則,由于Rx很小,如R1R3,電阻RN也應(yīng)該是小電阻,其附加電阻(未在圖中具體標(biāo)出)的影響也不能被忽略,這也是得不出Rx準(zhǔn)確值的原因。開爾文電橋是惠斯通電橋的變形,在測(cè)量小阻值電阻時(shí)能給出相當(dāng)高的準(zhǔn)確度。它的電路原理圖如圖2。其中R1、R2、R3、R
7、4均為可調(diào)電阻,Rx為被測(cè)低電阻,RN為低值標(biāo)準(zhǔn)電阻。與圖1相比,開爾文電橋作了兩點(diǎn)主要的改進(jìn):1、 增加了一個(gè)由R2和R4組成的橋臂。2、 RN和Rx由兩端接法改為四端接法。其中P1P2構(gòu)成被測(cè)低電阻Rx,P3P4是標(biāo)準(zhǔn)電阻RN,P1、P2、P3、P4常被稱為電壓接點(diǎn),C1、C2、C3、C4稱為電流接點(diǎn)。圖 1 圖 2在測(cè)量低電阻時(shí),RN和Rx都很小,所以與P1-P4、C1-C4相連的八個(gè)接點(diǎn)的附加電阻(引線電阻和端鈕接觸電阻之和)、,RN和Rx間的連線電阻,P1C1間的電阻,P2C2間的電阻,P3C3間的電阻,P4C4間的電阻,均應(yīng)該予以考慮。于是,開爾文電橋就可以等效成為如圖3所示的電路
8、圖。其中遠(yuǎn)小于R3,遠(yuǎn)小于R4,遠(yuǎn)小于R2,遠(yuǎn)小于R1,均可忽略。其上四個(gè)電阻可以并入電源內(nèi)阻,不影響測(cè)量結(jié)果,也不予考慮。需要考慮的只有跨線電阻R=Rc2+Rpc2+Rpc3+Rc3+RL。按照這種方式可以對(duì)如圖3所示電路進(jìn)行極大地簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)化結(jié)果如圖4。圖 3 圖 4調(diào)節(jié)R1、R2、R3、R4使電橋平衡。此時(shí),=0,=,=,=,=,且有三式聯(lián)立解得可見,雙電橋的平衡條件比單電橋的多一個(gè)修正項(xiàng)。當(dāng)保持一定的輔助條件時(shí),可以比較準(zhǔn)確地測(cè)量低的電阻值。表面上看起來只要保證(R3/R1)=(R4/ R2),即可有Rx=R3RN/R1,附加電阻的影響即可略去。然而絕對(duì)意義上的(R3/R1)-(R4/R
9、2)=0實(shí)際上做不到,但是修正項(xiàng)中,再加上跨線電阻足夠小即0,就可以在測(cè)量精度允許的范圍內(nèi)忽略的影響。通過這兩點(diǎn)改進(jìn),開爾文電橋?qū)N和Rx的接線電阻和接觸電阻巧妙地轉(zhuǎn)移到了電源內(nèi)部和阻值很大的橋臂電阻中,又通過(R3/R1)=(R4/R2),和的設(shè)定,消除了附加電阻的影響,從而保證了測(cè)量低電阻時(shí)的準(zhǔn)確度。為保證雙電橋的平衡條件,可以有兩種設(shè)計(jì)方式:(1) 選定兩組橋臂之比為M=,將RN做成可變的標(biāo)準(zhǔn)電阻,調(diào)節(jié)RN使電橋平衡,則計(jì)算Rx的公式為Rx=MRN。式中,RN稱為比較臂電阻,M為電橋倍率系數(shù)。(2) 選定RN為某固定阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻并選定R1=R2為某一值,聯(lián)調(diào)R3與R4使電橋平衡,則R
10、x的公式換算為Rx=Rn*R3/R1或者Rx=Rn*R4/R2此時(shí),R3或R4為比較臂電阻,(RN/R1)或(RN/R2)為電橋倍率系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)室提供的QJ19型單雙電橋采用的是(2)中所描述的方式。電阻率是半導(dǎo)體材料的重要的電學(xué)參數(shù)之一,它的測(cè)量是半導(dǎo)體材料常規(guī)參數(shù)測(cè)量項(xiàng)目。本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)基本目的就是通過銅棒電阻的測(cè)量間接測(cè)得銅的電阻率。通常把待測(cè)材料加工成粗細(xì)均勻的線性材料,這樣的材料其電阻和長(zhǎng)度成正比,與材料的橫截面積大小成反比。與材料電阻率成正比,實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)出接入銅棒的電阻,長(zhǎng)度以及直徑,便可以確定電阻率。最終的數(shù)據(jù)處理要用到一元線性回歸法。已知電阻的計(jì)算公式為R=l/S。令x
11、=l,y=R,并設(shè)一元線性回歸方程y=a+bx,其中b=/S。由一元線性回歸法的計(jì)算公式,可求出b,進(jìn)而求得電阻率=b*S。三、儀器設(shè)備QJ19型單雙電橋,F(xiàn)MA型電子檢流計(jì),滑線變阻器( 48, 2.5A),換向開關(guān),直流穩(wěn)壓電源(03A),四端鈕標(biāo)準(zhǔn)電阻(0.001),待測(cè)低電阻(銅桿),電流表(03A),數(shù)顯卡尺。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、檢查實(shí)驗(yàn)儀器并作相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。(1)檢查儀器數(shù)目是否足夠,有無缺失;(2)檢查儀器有無明顯損壞,能否正常使用;(3)將有開關(guān)的儀器均調(diào)至關(guān)閉狀態(tài),滑線變阻器調(diào)至電阻最大處,電源點(diǎn)擊檔至15V處。2、參照如圖5所示的電路圖,正確連接電路。調(diào)節(jié)R1R2為某一定值。
12、打開電源開關(guān),合上S,調(diào)節(jié)Rp使電流表指示為1A,打開電子檢流計(jì),調(diào)零并預(yù)熱一段時(shí)間。3、將電阻Rp撥至估計(jì)值,調(diào)節(jié)Rp使電流表示數(shù)為1A左右。4、先將單雙電橋調(diào)至粗測(cè)狀態(tài),即躍接粗調(diào)開關(guān),調(diào)節(jié)R3和R4至電子檢流計(jì)示數(shù)為零。5、讀取QJ19型單雙電橋的示數(shù)并做記錄。6、然后躍接細(xì)調(diào)開關(guān),調(diào)節(jié)R3和R4電子檢流計(jì)示數(shù)為零,重復(fù)第5步操作。7調(diào)節(jié)開關(guān)改變電流至相反方向,重復(fù)4,5,6三步操作。8、改變接入的銅絲長(zhǎng)度,重復(fù)4,5,6,7四步操作。共獲得五組數(shù)據(jù)。9、測(cè)量銅絲直徑:在銅桿的4個(gè)不同位置分別測(cè)量,記下測(cè)量結(jié)果。10、測(cè)量結(jié)束,整理實(shí)驗(yàn)儀器,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)儀器電路圖如下:圖 5五、
13、數(shù)據(jù)處理1、原始數(shù)據(jù)記錄說明:粗調(diào)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)誤差較大,不具有參考價(jià)值,故對(duì)此進(jìn)行舍棄,僅保留躍接細(xì)調(diào)開關(guān),即單雙電阻橋在細(xì)調(diào)狀態(tài)下測(cè)得的數(shù)據(jù)值。原始數(shù)據(jù)列表如下鍵入文檔的引述或關(guān)注點(diǎn)的摘要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請(qǐng)使用“繪圖工具”選項(xiàng)卡更改引言文本框的格式。(1)電阻相關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)目1234567銅桿長(zhǎng)度L(cm)5.010.015.020.025.030.035.0單雙電橋電阻示數(shù)R()R3(電流正向)29.3659.0088.94120.52149.27179.24211.94R3(電流反向)34.3264.3095.52128.30157.75189.35222.
14、71(正反向平均值)32.1461.6592.23124.41153.51184.55217.33由于導(dǎo)線長(zhǎng)度不夠40cm,則數(shù)據(jù)最多只能測(cè)得7組 。(2)銅桿直徑相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量次數(shù)1234567平均值銅桿直徑d(mm)3.974.024.034.023.973.983.994.002、對(duì)此五組數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸處理(1)先根據(jù)公式,代入實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的Rx值。在該式中R1=R2=100,RN=0.001。Rx值列表如下編號(hào)1234567Rx(10-4)3.2146.1659.22312.4415.3518.4521.73運(yùn)用一元線性回歸法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。令y=Rx,x=L。則由公式可得 得
15、到y(tǒng)和x的一元線性方程。并且根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)得到如下表格。組別(i)Xi(m)Xi2(m2)Yi(10-4)Xi*Yi(10-5)Yi2(10-7)10.050.00253.2141.6071.03320.100.016.1656.1653.80130.150.02259.22313.8385.0640.200.0412.4424.8815.4850.250.062515.3538.37523.5660.300.0918.4555.3534.0470.350.122521.7376.05547.22上述線性方程可以簡(jiǎn)化為Y=bx+a(a=0) 即為Y=bx即有根據(jù)一元線性回歸方程的處理方法得 代入
16、上表中已計(jì)算好的數(shù)據(jù)可得b=6.3x10-3(/m)相關(guān)系數(shù)r的計(jì)算方式 代入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得r=0.99951.所以x與y線性相關(guān)極為強(qiáng)烈。因?yàn)樗?,代入所得結(jié)果,=7.917x10-9(/m)3不確定度的計(jì)算通常,回歸系數(shù)和相關(guān)系數(shù)都已經(jīng)算出,這是b的標(biāo)準(zhǔn)偏差可以由下式得到,即(1)U(b)=8.857X10-5(/m)(2)=9.5238X10-6 =1.732X10-5m所以=9.95X10-6(3)合成不確定度代入數(shù)據(jù)U(P)=1.2X10-7(.m)4、最終實(shí)驗(yàn)結(jié)論綜上可得+U(P)=(7.9+0.1)X10-8(.m)至此,對(duì)本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理完成。六、誤差分析1、對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的定性
17、分析對(duì)于本次試驗(yàn)的結(jié)果,初步判斷引起誤差的各個(gè)方面因素。(1) 單雙電橋的讀數(shù)存在誤差。(2) 對(duì)銅桿直徑的測(cè)量存在誤差。(3) 數(shù)顯卡尺由于不能與銅棒完全貼合導(dǎo)致測(cè)量誤差,以及數(shù)顯卡尺的讀數(shù)誤差。(4) 電橋靈敏度引起的誤差。2、實(shí)驗(yàn)誤差的定量分析 在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)對(duì)不確定度的貢獻(xiàn)主要來自于一元線性回歸時(shí)得到的回歸系數(shù)b的不確定度。由此可見在電阻與銅棒長(zhǎng)度兩個(gè)可以導(dǎo)致誤差的變量來源中,電阻占據(jù)主要位置。而對(duì)電阻的影響有很大一部分來自于單雙電橋的靈敏度。下面對(duì)雙電橋的靈敏度作出分析。咱們看開爾文雙電橋,由于一般情況下,跨線電阻很小,雙電橋電路可以視為由單電橋電路在其檢
18、流計(jì)支路上串聯(lián)了一個(gè)由R2和R4并聯(lián)而成的附加電阻。這樣就可以使雙電橋電路和單電橋電路進(jìn)行等效。等效過程相當(dāng)于檢流計(jì)內(nèi)阻的改變,即檢流計(jì)內(nèi)阻由實(shí)際內(nèi)阻Rg改變了,將此內(nèi)阻帶入到上式即可得雙電橋的相對(duì)靈敏度公式如下可見在平衡點(diǎn)附近電橋電路的靈敏度S與檢流計(jì)的靈敏度Sg,內(nèi)阻Rg以及橋臂電阻還有電源的工作電壓E有關(guān)。對(duì)這幾項(xiàng)因素逐一進(jìn)行分析可見雙電橋的檢流計(jì)的靈敏度越高,內(nèi)阻越小,雙電橋的靈敏度越高。橋臂電阻越小,電橋靈敏度越高。電源工作電壓越大靈敏度越高。還有一個(gè)問題是在雙電橋測(cè)低電阻實(shí)驗(yàn)中,一個(gè)重要條件是使檢流器指針指零,這樣才能保證電橋平衡。而在實(shí)際操作中這個(gè)條件很難保證,因?yàn)橹羔樖綑z流計(jì)十
19、分靈敏,周圍環(huán)境對(duì)其影響比較明顯,微小的震動(dòng)、周圍電路電流的變化、環(huán)境中電磁場(chǎng)的變化等都會(huì)引起指針偏轉(zhuǎn)搖晃,在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象也是這樣。而且指針式檢流計(jì)的讀數(shù)因每個(gè)人看的卻不同而異,誤差較大,而所測(cè)量的又是低電阻,這樣由儀器引起的誤差就比較明顯。我建議采用數(shù)字式檢流計(jì)或者是能讀數(shù)的檢流計(jì)來代替指針式檢流計(jì),消除環(huán)境因素和人為因素的影響,提高測(cè)量精度。以上只是我個(gè)人的分一己之見,由于各量之間相互影響,以及還要考慮實(shí)際問題,對(duì)各量之間的協(xié)調(diào)還會(huì)進(jìn)一步說明。下面結(jié)合對(duì)誤差的分析提出實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)注意事項(xiàng),還有對(duì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)改進(jìn)。七、注意事項(xiàng)1、為了保護(hù)檢流計(jì),每次都應(yīng)該先粗調(diào)再細(xì)調(diào),并采用躍接的方
20、法。2、基于實(shí)驗(yàn)原理的需要,要盡量減小跨線電阻,所以連接待測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的應(yīng)該是短而粗的適當(dāng)材料的導(dǎo)線。3、為了消除熱電動(dòng)勢(shì)的影響,每次測(cè)量都應(yīng)該變換電流方向,正反各測(cè)一次。4、電子檢流計(jì)使用前應(yīng)該先調(diào)零,預(yù)熱5min。5、由誤差分析可知,增大電路的工作電壓可以提高電橋的靈敏度,但是絕對(duì)不能為此盲目提高電源電壓,因?yàn)殡娫措妷旱脑龃笫鞘艽郎y(cè)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻的允許功率,還有電阻升溫的限制的。6、由上也可知道,測(cè)量持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng),電路產(chǎn)生的焦耳熱也就越多,為了避免由于電路工作對(duì)電阻造成的升溫影響,應(yīng)該在可能的范圍內(nèi)盡量縮短測(cè)量時(shí)間。7關(guān)于四端鈕電阻的電流端和電壓端的接法。圖 6 圖 7圖 8 圖 9
21、 八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) (1)根據(jù)誤差分析中對(duì)電橋靈敏度的分析可知,橋臂電阻取得越小可以使電橋的靈敏度越高,但是實(shí)驗(yàn)原理又要求橋臂電阻要保證一定的量,以減小接線接觸電阻的影響。而且電橋靈敏度太高將導(dǎo)致調(diào)節(jié)操作變得十分不方便。所以應(yīng)當(dāng)在接觸電阻可以忽略并且操作難度還不是很大的前提下,橋臂電阻應(yīng)當(dāng)適當(dāng)小些,提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。(2)還有一個(gè)問題是在雙電橋測(cè)低電阻實(shí)驗(yàn)中,一個(gè)重要條件是使檢流器指針指零,這樣才能保證電橋平衡。而在實(shí)際操作中這個(gè)條件很難保證,因?yàn)橹羔樖綑z流計(jì)十分靈敏,周圍環(huán)境對(duì)其影響比較明顯,微小的震動(dòng)、周圍電路電流的變化、環(huán)境中電磁場(chǎng)的變化等都會(huì)引起指針偏轉(zhuǎn)搖晃,在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象也是這樣。
22、而且指針式檢流計(jì)的讀數(shù)因每個(gè)人看的卻不同而異,誤差較大,而所測(cè)量的又是低電阻,這樣由儀器引起的誤差就比較明顯。我建議采用數(shù)字式檢流計(jì)或者是能讀數(shù)的檢流計(jì)來代替指針式檢流計(jì),消除環(huán)境因素和人為因素的影響,提高測(cè)量精度。(3)在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)許多銅棒在多次實(shí)驗(yàn)后都已經(jīng)變得彎曲,這樣帶來的后果就是當(dāng)用游標(biāo)卡尺測(cè)量接入的作為被測(cè)電阻的銅棒的長(zhǎng)度時(shí),由于測(cè)量方位的限制,卡尺只能得到兩個(gè)導(dǎo)線夾之間的直線距離,如果中間的銅棒是彎曲的,就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量長(zhǎng)度較實(shí)際長(zhǎng)度偏小。為了改善這種狀況,設(shè)想,可以將銅棒的載體改成一個(gè)鏤空的絕緣的軌道,將這個(gè)導(dǎo)體棒筆直的鑲嵌進(jìn)去??紤]到實(shí)際用卡尺也不好準(zhǔn)確測(cè)量導(dǎo)線夾的距離,所以可
23、以將載體和游標(biāo)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)卡尺與導(dǎo)線夾的聯(lián)動(dòng)。還有,考慮到需要在接觸的地方留有一定的散熱空間,所以方案中在考慮通過嵌入軌道使銅棒一直保持筆直時(shí),還要使軌道部分鏤空,以減小對(duì)散熱的影響。九、實(shí)驗(yàn)思考 1、 使用同一準(zhǔn)確度等級(jí)的單雙電橋,哪一種電橋的測(cè)量結(jié)果更大一些?為什么?2、如圖a、b分別表示用伏安法測(cè)一低電阻(兩端接法)的示意電路及其等效電路。A、B兩接線柱間金屬棒的電阻R為待測(cè)電阻;r1、r2為電路回流的附加電阻;r3、r4是接入電壓表的附加電阻。試證明:測(cè)量結(jié)果R'r1+r2+R。(提示:伏特計(jì)內(nèi)阻比圖中其他電阻大若干個(gè)數(shù)量級(jí))3、如圖所示c、d分別表示用伏安法測(cè)四端接法低電阻的示
24、意圖及其等效電路。A2、B2之間的金屬棒為待測(cè)電阻,附加電阻的意義同上題。試證明:測(cè)量結(jié)果R=R(不考慮測(cè)量誤差,并由證明過程說明A1、B1稱為電流端,A2、B2稱為電壓端的原因。4、實(shí)驗(yàn)中所用標(biāo)準(zhǔn)電阻為什么電流端接線柱比電壓端接線柱大?5、若用伏安法測(cè)量0.5左右的兩端接法的低電阻,實(shí)驗(yàn)室提供的接線柱可用墊片和螺絲把毫伏計(jì)、毫安計(jì)、電源等的引線壓接在一起。試問,在被測(cè)電阻兩端接線柱上的各引線,從上到下,怎樣的次序較合理?畫一個(gè)接線柱示意圖說明之。6、如用雙電橋測(cè)電阻Rx時(shí),將Rx的電流端和電壓端的內(nèi)外接反了(電流方向未錯(cuò))標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn未接反,對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響?7、一電阻Rx0.07,若用Q
25、J32型雙電橋測(cè)量時(shí),R2應(yīng)選多大?R1(R3)的初值選多大?若Rx100000,用QJ32型單電橋測(cè)量,R2、R4各選多大?R3初值選多大?8、用雙電橋測(cè)低電阻時(shí),如果被測(cè)電阻的兩個(gè)電壓端引線過細(xì)、過長(zhǎng)(即引線電阻較大)對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確度有無影響?為什么?9、若用電阻箱、直流電源自組一單電橋,測(cè)一四端接法的1左右的電阻,待測(cè)電阻應(yīng)如何接入才能減小附加電阻的影響?十、自我查找及解答1、使用同一準(zhǔn)確度等級(jí)的單雙電橋,單電橋的測(cè)量結(jié)果更大一些。單橋含引線電阻2、這個(gè)圖說明不了什么。r1、r2為電路回流的附加電阻的概念不夠明確,是不是R'r1+r2+R跟如何定義有關(guān),與實(shí)際接線也有關(guān)。如果確實(shí)能
26、等效成圖b,那么這個(gè)結(jié)論是近似于對(duì)的。證明很容易,因?yàn)榉赜?jì)內(nèi)阻比圖中其他電阻大若干個(gè)數(shù)量級(jí)。3、如圖所示c、d情況,因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量的是電流流經(jīng)A2、B2之間的電阻所形成的壓降,當(dāng)然測(cè)得的是A2、B2間的電阻,條件還是伏特計(jì)內(nèi)阻比圖中其他電阻大若干個(gè)數(shù)量級(jí)。4、實(shí)驗(yàn)中所用標(biāo)準(zhǔn)電阻的電流端流經(jīng)大電流,所以要大接線柱。否則容易發(fā)熱,引起熱電勢(shì),或發(fā)熱引起電阻變化。電壓端電流非常小。5、若用伏安法測(cè)量0.5左右的兩端接法的低電阻,實(shí)驗(yàn)室提供的接線柱可用墊片和螺絲把毫伏計(jì)、毫安計(jì)、電源等的引線壓接在一起。較為合理的次序?yàn)椋鹤钕旅姹粶y(cè)電阻,然后電壓表、電流表,再電源。很好懂,示意圖就不畫了。6、如用雙電
27、橋測(cè)電阻Rx時(shí),將Rx的電流端和電壓端的內(nèi)外接反了(電流方向未錯(cuò))標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn未接反,對(duì)測(cè)量結(jié)果影響:在一般精確度的測(cè)量(如0.1%以下)或10m歐以上的測(cè)量無明顯影響,只要其電位端或電流端的引線不要非常細(xì),引線電阻也不是非常大。7、一電阻Rx0.07,若用QJ32型雙電橋測(cè)量時(shí),測(cè)量盤應(yīng)選7000,兩個(gè)比例盤選1000,RN選0.01歐。若Rx100000,用QJ32型單電橋測(cè)量,兩個(gè)比例盤選擇10000:100,測(cè)量盤應(yīng)選10008、用雙電橋測(cè)低電阻時(shí),如果被測(cè)電阻的兩個(gè)電壓端引線過細(xì)、過長(zhǎng)(即引線電阻較大)對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確度影響:這是相對(duì)的概念,看你測(cè)量的準(zhǔn)確度要求,一般情況無明顯影響,但不是說絕對(duì)無影響,視被測(cè)電阻的大小,引線電阻的大小,以及他們的大小倍數(shù)。一般要求雙臂電橋的引線電阻
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