二級(jí)實(shí)驗(yàn)雙臂電橋測(cè)電阻

雙臂電橋測(cè)低電實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理電阻按照阻值大小可分為高電阻(100K以上)、中電阻(1～100K)和低電阻(1以下)三種。(又稱開(kāi)爾文電橋)10-5~102電阻的測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)要求在掌握雙臂電橋工作原理的基礎(chǔ)上，臂電橋測(cè)金屬材料的電我們接線電阻和接觸電阻是怎樣對(duì)低值電阻測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響的。例如用表和毫伏R＝V／IRx，電路圖如圖1所示，考慮到電流表、毫伏表與測(cè)量電阻的接觸電阻后，等效電路圖如圖2RgRi3Ri4,因此他們對(duì)于毫伏表的測(cè)量影響可忽略不計(jì)，此時(shí)Ri2電阻Ri1和Ri2因此，為了消除接觸電阻對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響，需要將接線方式改成下圖3x4xxx。接于電流測(cè)量回路中成為電流頭的兩端(、)電壓接頭的兩端(、)是各自分開(kāi)的，許多低電阻的標(biāo)準(zhǔn)電阻都做成四端鈕方式。Rn電流頭接觸電阻為Rin1、Rin2Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、Rix2，都連接到雙臂電橋測(cè)量回路Rn1、Rn2RxRx1、Rx2，，當(dāng)電橋平衡時(shí)，通過(guò)檢流計(jì)G的電流IG0,CD兩點(diǎn)電位相等，根據(jù)I1RI3RX 1 I3RnI21

3IIRI3

R2X RX

R3R

R2

R1

R3R

通過(guò)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，同時(shí)調(diào)節(jié)R1、R2、R3、RR2

Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn的接觸電阻Rin1、Rix2均包括在低電阻導(dǎo)線RiXn RRXn

R2R1R3R。為了減小(2)響，使用盡量粗的導(dǎo)線以減小電阻Ri的阻值(Ri<0.001)，使(2)式第二項(xiàng)盡量小，與第一項(xiàng)比較可QJ型雙臂電橋（級(jí)、JWY（5A15V（5A低電阻測(cè)試架（待測(cè)銅、鋁棒各一根、直流復(fù)射式檢流計(jì)（C15/46型實(shí)驗(yàn)實(shí) 內(nèi)臂電橋測(cè)量金屬材料（銅棒、鋁棒）的電阻慮，先用（3）式測(cè)量Rx,再求將銅棒安裝在測(cè)試架上，按實(shí)驗(yàn)電路圖接線。選擇長(zhǎng)度為cm，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。利刀開(kāi)關(guān)換向，正反方向各測(cè)量3組40cm,16D2Rx和，再求40cm長(zhǎng)度，計(jì)算測(cè)量值15RV、AU、I，則先將鋁棒(后測(cè)銅棒)X1X0.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)L=40cm123456L=30cm123456L=40cm1234560.010.001電 0.02自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn): 實(shí)驗(yàn)分析（一）電阻率的1、L=40cmD4.991mmR1592.407xRRx

R0.001103R106n1RxS

8 誤差計(jì)算

P=0.95的誤差計(jì)算為tt0.95uAD的不確定度的計(jì)算nxinxin1nuAn

1.347103B2A2A+Rnxinxin1nuAn

B 000.02%A2A2+B電阻電阻箱引起的誤差：(R標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn的不確定度：(標(biāo)準(zhǔn)電阻的級(jí)別為0.01級(jí)B=0.0010.01%=10-B3 =k/C1.96107 1.1316103 3B=10003u0.95=kpB/C1.960.2

BRn/u0.95=kpB/CRn/

33x由可得：x

S/lD2R lnln4

2lnDlnRln

lnllnd2dDdR

dldR1 u

u

u

4D

R

Rn

l

R1

D R

Rn

l

R1

2.3153

1.1316107

0.2263

0.2263：

=4

m7.78810-8mu0.149108

1592.407

1000比例電阻R1U(R) 1(0.02%)24銅棒長(zhǎng)度L的不確定度：Δ估UU(L)20.7mmU(L)L)2m所以L=40cm7.7880.149108m2、L=30cmD4.991cmR1186.25xRRx

R0.001103R106n1RxS

8 7.7621083、L=40cmD5.00633mmR693.5983xRRx

R0.001103R1066.935983104n1RxS

8 4、誤差分析RiRx（二）自行設(shè)計(jì)測(cè)量低電阻經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)原記錄數(shù)據(jù)中L=40cm有誤，記錄時(shí)寫錯(cuò)了，實(shí)際應(yīng)為L(zhǎng)=30cmR D2R

4.9911032m x 7.792108m

4測(cè)量中直接用萬(wàn)用數(shù)字的表頭直接與C、D出引出的導(dǎo)線并聯(lián)，其接觸可能不是很好，導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身也有誤差,電壓表分流,導(dǎo)致I偏大,實(shí)驗(yàn)中用的是四位半萬(wàn)用數(shù)字的200

R

I 1.195

1.950.0116 Rx

xI

1.950.0116