伏安法測(cè)電阻補(bǔ)償法

1、用補(bǔ)償法對(duì)伏安法測(cè)電阻的研究【摘要】: 本文對(duì)伏安法中內(nèi)接法與外接法的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差，做了理論上的分析，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出電壓補(bǔ)償測(cè)電阻和電流補(bǔ)償測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。并對(duì)補(bǔ)償法測(cè)電阻的原理進(jìn)行分析,證明補(bǔ)償點(diǎn)路測(cè)量精度高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便?！娟P(guān)鍵詞】伏安法；內(nèi)接法；外接法；電阻測(cè)量；系統(tǒng)誤差；電壓補(bǔ)償；電流補(bǔ)償【引言】 電流、電壓是線性直流電路中的重要參數(shù)，最直接、簡(jiǎn)單的方法是接上電壓表、電流表進(jìn)行測(cè)量。但由于有電流表、電壓表的電阻因素，導(dǎo)致電流會(huì)流過儀表，使被測(cè)量電路狀態(tài)發(fā)生改變。最終測(cè)量值并非原電路真實(shí)值，產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差。電壓、電流補(bǔ)償法能保證待測(cè)電路原狀態(tài)并精確測(cè)量電壓、電流。一、 用伏安

2、法測(cè)電阻時(shí)，連接電表的方式有兩種:一種為電流表內(nèi)接法，如圖1；一種為電流表的外接法，圖21. 在電流表內(nèi)接法中，電流表準(zhǔn)確地測(cè)定了流過被測(cè)電阻R二的電流I，但電壓表所測(cè)的是被測(cè)電阻兩端的電壓Ux安培表兩端的電表UA和，據(jù)歐姆定律算出的電阻為: 可見，測(cè)量值R大于實(shí)際值.2. 在電流表的外接法中，電壓表準(zhǔn)確地測(cè)定了被測(cè)電阻Rx端的電壓U，但電流表所測(cè)的是流過被測(cè)電阻Rx的電流Ix與流過伏特表的電流IA之和，由歐姆定律算出的電阻為: 可見，測(cè)量值R小于實(shí)際值Rx。二、（1）電壓補(bǔ)償原理：由穩(wěn)壓電源E1和滑線變一阻器R。組成一個(gè)分壓電路，所分得的電壓用電壓表V測(cè)出。由穩(wěn)壓電源E2、待測(cè)電阻Rx二和電

3、流表A組成一閉合回路，當(dāng)Rx兩端電壓與分壓器分得的電壓相等時(shí)，檢流計(jì)G指零。此時(shí)電路達(dá)到補(bǔ)償.電壓表示數(shù)就等于Rx二兩端電壓。此時(shí)的電壓表既能測(cè)出Rx二兩端的電壓，又不從E2k2ARx回路中分得電流。所以此時(shí)的電壓表相當(dāng)于內(nèi)阻為無(wú)窮大的電壓表。而電流表測(cè)出的電流就是通過Rx的電流。這樣很容易由歐姆定律的公式求出Rx之值。 （2）電流補(bǔ)償原理：由穩(wěn)壓電源E2和滑線變一阻器R2，組成一個(gè)補(bǔ)償電路。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使靈敏電流計(jì)的讀數(shù)為零,即兩電路的電流通過靈敏電流計(jì)的電流“補(bǔ)償”抵消,達(dá)到電流補(bǔ)償?shù)哪康?從而使電路中靈敏電流計(jì)的兩端電勢(shì)相等,這樣電壓表V中測(cè)量值就等于Rx兩端電壓的真實(shí)值。由于靈敏

4、電流計(jì)的讀數(shù)為零,對(duì)于原電路在G中的電流方向相反、大小相等,即通過電流表中的電流與通過Rx的真實(shí)電流值相等。這樣很容易由歐姆定律的公式求出Rx之值。三、用改裝后的電表測(cè)電阻1、改裝電路圖 電壓補(bǔ)償測(cè)電阻原理圖 電流補(bǔ)償測(cè)電阻原理圖2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)再對(duì)100歐姆的電阻經(jīng)過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行多次測(cè)量得到的數(shù)據(jù)3、誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差卞要決定于靈敏電流計(jì)的靈敏度及電流表、電壓表的精確度，精確度非常高的靈敏電流計(jì)的影響比電流表電壓表的影響要小得多，故實(shí)驗(yàn)的誤差卞要由電流表，電壓表的測(cè)量誤差來(lái)決定。根據(jù)最大相對(duì)誤差的理論可得電流表和電壓表測(cè)量的最大相對(duì)誤差:測(cè)量實(shí)際電阻的相對(duì)誤差: 則測(cè)量及計(jì)算結(jié)果如下：1

5、00歐姆的電阻的平均值為100.06歐姆四、電路改裝前的數(shù)據(jù)100歐姆的電阻經(jīng)過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行多次測(cè)量得到的數(shù)據(jù)1、電流表外接時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)：100歐姆的電阻的平均值為91.86歐姆。則其百分比誤差 3. 電流表內(nèi)接時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)： 100歐姆的電阻的平均值為102.40歐姆。則其百分比誤差 從兩種方法測(cè)量同一電阻的誤差分析中明顯看出補(bǔ)償法測(cè)量的實(shí)驗(yàn)誤差遠(yuǎn)小于伏安法.五。結(jié)論伏安法測(cè)量電阻時(shí)，誤差主要是電流表和電壓表的內(nèi)阻帶來(lái)的系統(tǒng)誤差.另外其被測(cè)電阻所流過的電流是由電源電壓所決定的，在測(cè)量中，電壓表的最小量程為3V,一般情況電表讀數(shù)在量程的2 /3至滿量程的范圍內(nèi)，讀數(shù)誤差最小，但考慮在2V - 3V時(shí)，流過電阻的電流過大，流過電阻的電流過大使電阻發(fā)熱，阻值會(huì)增加，所以實(shí)驗(yàn)中電壓最大只取1V.而應(yīng)用補(bǔ)償法測(cè)量電阻，被測(cè)電阻所流過的電流是可以控制的，被測(cè)電阻雖仍有微量電流流過，但0.5mA或更微小的電流流過被測(cè)電阻所造成的影響是完全可以