雙臂電橋測低電阻-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

雙臂電橋測低電阻實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目雙臂電橋測低電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜るp臂電橋的原理、特點(diǎn)和接線方法。掌握測量低電阻的特殊性和采用四端接法的必要性。了解金屬電阻率測量方法的要點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理為了消除接觸電阻對于測量結(jié)果的影響，需要將接線方式改成下圖3方式，將低電阻Rx以四端接法方式連接，等效電路如圖4。此時(shí)毫伏表上測得電眼為Rx的電壓降，由Rx二V/I即可準(zhǔn)測計(jì)算出Rx。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端（A、D）,與接于電壓測量回路中稱電壓接頭的兩端（B、C）是各自分開的，許多低電阻的標(biāo)準(zhǔn)電阻都做成四端鈕方式。根據(jù)這個(gè)結(jié)論，就發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路圖5和圖6所示。標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn電流頭接觸電阻為Rm1、R.，待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rr、Rix2,都連接到雙臂電橋測量回路的電路回路內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)電阻電壓頭接觸電阻為Rni、R式待測電阻Rx電壓頭接觸電阻為R.、Rx2,連接到雙臂電橋電壓測量回路中，因?yàn)樗鼈兣c較大電阻R2>R3>R相串連，故其影響可忽略。由圖5和圖6,當(dāng)電橋平衡時(shí)，通過檢流計(jì)G的電流％=C和D兩點(diǎn)電位相等,根據(jù)基爾霍夫定律，可得方程組（1）IR=IR+113X2R3I=IR+1R1Ri3n22U—I)R=I\R+R)321232解方程組得R=—R+R=—R+XR1

1RR

1

R+R+R321「RR)--TIR[R)通過聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時(shí)調(diào)節(jié)段、R2、R3、R,使得R1R成立，則（2）式中第二項(xiàng)為零，待測電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻的接觸電阻Rm】Rjx2均包括在低電阻導(dǎo)線Ri內(nèi)，則有二RrR"1實(shí)驗(yàn)儀器銅棒，鋁棒，穩(wěn)壓源，電流表，限流電阻，雙刀雙擲開關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)電阻，檢流計(jì)，低電阻，電橋，導(dǎo)線等。本實(shí)驗(yàn)所使用儀器有QJ36型雙臂電橋（級）、JWY型直流穩(wěn)壓電源（5A15V）、電流表（5A）、RP電阻、雙刀雙擲換向開關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)電阻（級）、超低電阻（小于連接線、低電阻測試架（待測銅、鋁棒各一根）、直流復(fù)射式檢流計(jì)（C15/4或6型）、千分尺、導(dǎo)線等。棒材金屬測試架實(shí)驗(yàn)步驟用雙臂電橋測量金屬材料（銅棒、鋁棒）的電阻慮，先用（3）式測量Rx,再求。.將銅棒安裝在測試架上，按實(shí)驗(yàn)電路圖接線。選擇長度為40cm,調(diào)節(jié)R1,R2為1000調(diào)節(jié)R使得檢流計(jì)指示為0,讀出此時(shí)R的電阻值。利用雙刀開關(guān)換向，正反方向各測量3組數(shù)據(jù)。.選取長度30cm,重復(fù)步驟1。.在6個(gè)不同的未知測量銅棒直徑并求D的平均值。.計(jì)算2種長度的R和，再求P。.取銅棒40cm長度，計(jì)算測量值P的標(biāo)準(zhǔn)偏差。.將銅棒換成鋁棒，重復(fù)步驟1至5。QJ能賤皆電梆實(shí)驗(yàn)電路圖汪意事項(xiàng)按線路圖電流回路接線，標(biāo)準(zhǔn)電阻和未知電阻連接到雙臂電橋時(shí)注意電壓頭接線順序。先將鋁棒（后測銅棒）安裝在測試架刀口下面，端頭頂?shù)轿宦萁z擰緊。檢流計(jì)在X1和檔進(jìn)行調(diào)零、測量，不工作時(shí)撥到短路檔進(jìn)行保護(hù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1-1銅（鋁）棒直徑直徑（mm）123456銅棒鋁棒零點(diǎn)1.110mm表1-2銅棒40cm電阻電阻（。）123正向162316211621反向162416261628表1-3銅棒30cm電阻電阻（。）123正向120612051205反向120712071207表1-4鋁棒40cm電阻電阻（。）123正向745745744反向747746746R=0.001Qn

R=R=1000Q12Rn級電橋級數(shù)據(jù)處理表1-5直徑計(jì)算直徑(mm)平均值D標(biāo)準(zhǔn)差6不確定度日AD銅棒鋁棒表1-6電阻計(jì)算電阻(Q)R=R3不確定度日RR=RRXRn1不確定度日口銅棒40cmX10-3X10-6銅棒30cmX10-3X10-6鋁棒40cmX10-3X10-6表1-7電阻率計(jì)算冗D2R/C、p=4—廠b(Q?m)40cm30cm銅棒X10-8X10-8鋁棒X10-8分析評定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度P=4,兀,兀D2R…Inp=In—()=In4L冗—+2lnD+lnR—InLdLdpdDdRdL_L=2+-xpDRx,dpp.c、dD、,dR,ddL,??I—1=21——I+I步I+I——IpDRLx

'(+)2=4(g)2+(R)2+(U)2x二.upU、uu、二.up二p4(-D-)2+(等)2+(-L)2DDRLx對銅棒40cm的測量分析U=x10-6ADu=A/C=1.333x10-6mB估t=,k=1,P=ppN=,''(tu)2+(ku)2=8.233x10-6mDppApBN=1.1377x10-6mN=n'=A'/C=6.666x10-6mLB估代入不確定度合成公式：U=p'4(g)2+(~RRx)2+(+)2=x10-8Qm,P=x實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果電阻(Q)電阻率(Qm)銅棒40cmx10-3(8.2506±0.0273)x10-8P=I銅棒30cmx10-318.1717x10-8鋁棒40cmx10-33.8222x10-8實(shí)驗(yàn)討論和心得體會(huì)實(shí)際上即使用了聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，也很難完全做到R/R=R/R。為了減小⑵213式中第二項(xiàng)的影響，使用盡量粗的導(dǎo)線以減小電阻Ri的阻值(Rj<Q),使(2)式第二項(xiàng)盡量小，與第一項(xiàng)比較可以忽略，以滿足⑶式。本次實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解了其原理等。本?shí)驗(yàn)很重要的一方面是操作連接電路，在老師的知道下嘗試以對原理的理解來記憶電路，然后接線，效果非常好。課后思考題1．如果將標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，等效電路有何變化，有什么不好答：如果將標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，又重新帶來了接觸電阻的影響，這與四端法的本意相違背。2．在測量時(shí)，如果被測低電阻的電壓頭接線電阻較大（例如被測電阻遠(yuǎn)離電橋